低透氣性煤層抽采效果研究

低透氣性煤層抽采效果研究

張振雷

淮南礦業(yè)集團(tuán)地質(zhì)勘探工程處 安徽淮南 232001

摘 要：針對低透氣性煤層采用穿層鉆孔預(yù)抽瓦斯效果差的問題，采用巷道噴注漿、深孔注漿、掏穴鉆孔、深孔爆破等方法來增加煤層透氣性，通過分析采取這些措施前后抽采數(shù)據(jù)對比，可看出瓦斯抽采效果有了明顯的提高，解決了低透氣性煤層抽采效果差、周期長的問題。

關(guān)鍵詞：低透氣性；深孔注漿；掏穴鉆孔；深孔爆破；抽采效果；

中圖分類號：F2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-05-00256-01

一、概況

淮浙煤電公司顧北煤礦北一采區(qū)6-2煤層傾角2～8°，平均5°，平均煤厚3.0m，30天抽采半徑3.5m。采區(qū)內(nèi)的12426膠帶機(jī)順槽標(biāo)高-557.6m，巷道設(shè)計長度1628m。為掩護(hù)煤巷掘進(jìn)，在上距6-2煤層10～15.6m，下距4煤10～14.0m，內(nèi)錯膠帶機(jī)順槽10m，布置了一條底抽巷。底抽巷巖性：砂泥巖互層，巷道圍巖破碎、裂隙發(fā)育。

二、主要采取措施

（一）噴注漿

施工鉆孔前，先對鉆場及施工鉆孔巷道段進(jìn)行噴注漿。

噴漿范圍：鉆場全斷面噴漿，巷道內(nèi)只對鉆孔開孔范圍進(jìn)行噴漿。

（二）注漿

1、淺孔注漿。孔深1m，下φ20注漿管，間排距巷道內(nèi)1×4m，注漿孔布置1.5m×4個。主要目的是防止深孔注漿和封孔注漿時漿液通過裂隙跑漏漿，避免了因跑漏漿造成的封孔不嚴(yán)。水灰比：1：1。注漿壓力不小于2MPa。

2、深孔注漿。深孔注漿孔兼作抽采孔。根據(jù)抽采鉆孔設(shè)計在每個鉆場或每組抽采鉆孔中隔一選一作為深孔注漿孔。

（三）強(qiáng)增透

1、掏穴。均勻選擇1/3鉆孔進(jìn)行掏穴（隔一選一），掏穴鉆頭直徑為300mm。

2、深孔爆破。為增加煤層透氣性，提高抽采效果，縮短抽采時間，在抽采2個月后，抽采濃度、流量衰減情況下進(jìn)行爆破，目前顧北礦已進(jìn)行16次深孔爆破（74個爆破孔）。在北一（6-2）膠帶機(jī)上山底抽巷、12326回風(fēng)順槽底抽巷、12326膠帶機(jī)順槽底抽巷采取沿巷道方向每6～8m布置一個爆破孔；12426膠帶機(jī)順槽底抽巷每7m布置一組，每組2個爆破孔，布置在掩護(hù)煤巷兩幫外3～5m，爆破孔穿過煤層2m，根據(jù)孔深不同，每個爆破孔原則上裝藥不超過6根（5Kg/根·米）。

三、效果分析

（一）巷道噴漿、深淺孔注漿效果分析。12426膠帶機(jī)順槽底抽巷進(jìn)行巷道噴漿、深淺孔注漿很好的封堵圍巖裂隙，大幅提高抽采濃度。采用深淺孔注漿前，圍巖裂隙發(fā)育，合岔后大部分鉆孔抽采濃度在8%以下，如5號鉆場5號、7號、8號、13號鉆孔因注漿跑漏漿封孔不嚴(yán)，抽采濃度僅為4%左右，造成單元濃度僅有9%左右。經(jīng)深、淺孔注漿封堵圍巖裂隙后的單孔抽采濃度提升到50%左右，高的能達(dá)到80%以上，單元濃度提升到25%左右，見表1。

（二）掏穴鉆孔效果分析。12426膠帶機(jī)順槽底抽巷平均每孔掏出煤量62Kg/m，掏穴鉆孔30天的抽采半徑可達(dá)3.9m。

第二單元掏穴鉆孔考察情況看，未進(jìn)行掏穴鉆孔前期抽采濃度大多在46%左右，掏穴鉆孔前期抽采濃度大多在56%左右，掏穴鉆孔前期抽采濃度比未掏穴鉆孔抽采濃度高18%，后期高8%左右。

（三）深孔爆破效果分析。為增加煤層透氣性，提高抽采效果，縮短抽采時間，顧北礦已進(jìn)行17次深孔爆破。在北一（6-2）膠帶機(jī)上山底抽巷、12326回風(fēng)順槽底抽巷、12326膠帶機(jī)順槽底抽巷、12426膠帶機(jī)順槽底抽巷進(jìn)行了爆破。12426膠帶機(jī)順槽底抽巷（瓦斯含量6.7m3/t），在第二單元施工6個孔進(jìn)行爆破，每組抽采孔（11個）安裝單孔流量計，孔板進(jìn)行考察，抽采純量增加1.5倍，見圖1。

在北一（6-2）回風(fēng)上山底板巷補(bǔ)2鉆場進(jìn)行爆破，爆破鉆場單獨安設(shè)瓦斯流量計和濃度傳感器進(jìn)行計量，每個爆破孔裝藥5根，爆破孔終孔距煤層頂板1m，爆破前后抽采純量、濃度如圖2。爆破后抽采濃度提高3.2倍、抽采純量提高2.1倍。

四、結(jié)論

對低透氣性煤層穿層鉆孔抽采，經(jīng)過較長時間的摸索、試驗，形成了一套較成熟的鉆孔施工、抽采工藝，抽采濃度、抽采流量顯著提升，取得了明顯效果。深淺孔注漿是確保抽采濃度的關(guān)鍵，掏穴鉆孔和深孔爆破增透是提高抽采效果、縮短抽采達(dá)標(biāo)時間的重要舉措。淮浙煤電公司顧北煤礦北一6-2采區(qū)12426膠帶機(jī)順槽底抽巷第一單元從施工開始至結(jié)束，抽采率達(dá)到35%，抽采時間僅為85天。

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