底板巷穿層孔預抽瓦斯區域防突技術探析

涂亞東（平頂山市天安煤業股份有限公司八礦防突隊,河南 平頂山 467000）

底板巷穿層孔預抽瓦斯區域防突技術探析

涂亞東
（平頂山市天安煤業股份有限公司八礦防突隊,河南 平頂山 467000）

隨著社會主義市場經濟的快速發展，我國煤礦事業也得到了極大的進步。瓦斯作為煤礦開采爆炸事故產生的主要因素，為避免此類事故的大量出現，相關單位必須重視瓦斯防治工作，才能有效提升煤礦開采的安全性。底板巷穿層孔預抽瓦斯區域防突技術作為瓦斯防治的主要技術，只有不斷提升其技術水平，才能推動整個行業的發展。本文主要對瓦斯的概況、底板巷穿層孔預抽瓦斯區域防突技術的應用進行了分析與探究。

底板巷;穿層鉆孔;抽放;瓦斯防治;概況;技術應用;煤礦事業;條帶區域

作為我國基礎能源，煤炭在國民經濟發展中具有至關重要的作用。瓦斯作為長期影響煤礦生產安全的重要因素，在不斷加大礦井開采深度的同時，瓦斯壓力也隨之不斷提升，隨著社會經濟的不斷發展及科學技術的不斷進步，在擴大采掘工作機械化的過程中，也不斷增加了采掘強度，這種情況的大量出現，將引發嚴重的瓦斯災害。如2014 年6月3日重慶萬盛經開區南桐礦業公司硯石臺煤礦井下4406S2回采工作面發生一起重大瓦斯事故。其中5人安全升井，1人受傷，22人死亡。面對日益嚴重的瓦斯危害，人們越來越重視瓦斯防治工作。

1 瓦斯的概況

瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，在厭氧菌作用下，纖維素和有機質分解形成。煤礦瓦斯是指天然氣，在成煤過程中植物產生大量氣體，也被叫做煤層氣。腐植型有機質，由細菌分解后，將形成瓦斯，隨后不斷增加沉積物埋藏深度，在高溫、高壓作用下，煤層進入煤的碳化變質階段，將減少煤的揮發性，增加固定煤，形成大量瓦斯，并在煤層與巖層孔隙與裂隙內進行存留。

作為一種熱—鏈式反應，瓦斯爆炸內爆炸混合物進行相應能量吸收后，即可斷裂反應分子，分離成游離基（2個或2個以上）。在一定條件下，將進一步分解各個游離基，進行游離基的再產生（2個或2個以上）。以此重復，在游離基不斷增加的同時，其化學反應也逐漸加快，最后形成燃燒或爆炸式氧化反應。因此，瓦斯爆炸是在一定溫度作用下相應濃度甲烷、氧氣產生激烈氧化反應。在空氣內瓦斯濃度在55%以上，將導致人快速窒息死亡，是煤礦生產中重要的安全事故。

2 底板巷穿層孔預抽瓦斯區域防突技術的應用

底板巷穿層孔預抽瓦斯區域防突技術作為瓦斯防治的重要技術之一，其技術水平的高低將直接影響到煤礦開采的進度及安全性，為此施工單位必須嚴格按照相關技術規定，與區域實際情況相結合，選用與之相適應的技術、方式，規范施工流程，才能提高煤礦開采的安全性，才能實現煤礦事業的經濟效益與社會效益。

2.1 區域概況

某煤礦工作面地面標高在+158.15米到+187.29米之間，-300米到-380米為工作面標高，掘進工作面起伏較為平緩。890米為該工作面走向長度，129米為傾向長度，4.77米到11.5米之間為煤厚度，一般厚度控制在8.39米。-21度到-28度之間為煤層傾角，一般控制在25.3度。工作面范圍內具有較為簡單的地質構造，掘進范圍必須穿過74—7背斜翼部，150米為軸部到切眼上口的距離，因構造條件的制約，煤層具有較大變化，將導致傾角不穩定，局部頂板將產生凹凸不平等現象。工作面揭露1條斷層6F5斷層，69度為其走向，159度為其傾向，55度為其傾角，7米為其落差值，位于切眼上口向下40米的位置，對瓦斯具有相應的影響。本區域瓦斯原有含量為每立方16.87t，1.41Mpa為瓦斯壓力，煤層透氣性系數每平方為1.2到1.8Mpa·d，歸屬于抽放煤層，0.24為煤的堅固性系數。

2.2 條帶區域防突機理

保護層開采及煤層瓦斯預抽是現階段區域防突技術的兩大類型。作為效果良好的防突措施，預抽煤層瓦斯在本煤礦工作中得到了廣泛地應用。底板抽放巷穿層鉆孔條帶區域預抽是將大量密集鉆孔打在突出煤層巷道或其兩邊相應范圍內，卸壓媒體區域，并將瓦斯抽放，將其潛能釋放出來，隨后在相應時間段內進行煤層瓦斯預抽，進一步降低瓦斯壓力和瓦斯含量，進而產生煤層收縮變形、地應力降低、提升透氣系數等，最終實現煤巷掘進突出危險性消除的目標。

2.3 底板抽放巷區域防突技術的應用

（1）底板抽放巷設計與施工。該底板抽放巷走向長度為980米，與煤層巖柱厚度相距10到20米的老底灰黑色、細粒砂巖內，選用U型拱錨網噴支護作為底抽巷支護，3.6mX3.4m為其斷面。在底板抽放巷施工過程中，為確保穿層鉆孔質量，必須同時進行預抽與巷道掘進施工，遵循相關規定，在巷道一邊底抽巷兩幫交錯掘鉆場，將其間距合理控制在15到20米之間。

（2）穿層鉆孔技術施工。該底抽巷穿層鉆孔預抽煤層瓦斯順著走向對下順槽條帶進行有效控制，鉆孔順著其傾向對巷道位置進行布設控制，確保在其上幫輪廓線外20米以上，下幫10米以上。將一組鉆場設置在抽放鉆場內，7排抽放鉆孔設置在各組鉆場，5個為一排，鉆孔數量為35個，5米為鉆孔終孔間距。選用立固安與水泥砂漿相互配合的方式對鉆孔進行封孔施工，一般將其深度控制在8米，并對其抽放濃度、流量進行充分了解與分析，確保集流器與抽放泵站主管路相連接，進行抽放施工。

（3）穿層鉆孔抽放效果。13307.5米為穿層鉆孔施工抽放煤孔長度，瓦斯累計抽出143.22萬立方米，55%為瓦斯總抽放率。穿層鉆孔抽放在底板抽放巷進行，巖石鉆孔內設置封孔段，在動壓及其他情況下影響不大，能夠確保封孔的緊密性，瓦斯單組抽放濃度可超過1/3，瓦斯濃度可在大于15%的范圍進行穩定，由此可見，該方式具有良好的抽放作用。

（4）穿層鉆孔區域措施。在該底抽巷進行6個月區域瓦斯治理預抽煤層瓦斯作業后，區域措施效果檢測可通過煤層殘存瓦斯含量方式進行測定。檢驗測試點可設置在煤巷條帶間隔50米的位置，確保其分布的均勻性，在較為復雜的地質下，可進行檢驗測試點的增加。

3 結束語

綜上所述，伴隨科學技術的不斷進步，我國煤礦開采安全管理技術水平也得到了極大的提升。瓦斯防治效果是否良好直接關系著煤礦開采施工的質量與安全。底板巷穿層孔預抽瓦斯區域防突技術在煤礦開采瓦斯防治中的廣泛應用與推廣，對煤礦爆炸事故率可以有效降低及控制，為此，施工單位必須重視該技術的應用，不斷研究與改進技術，提升技術水平，為煤礦事業的可持續發展提供可靠的保障。

[1]王平虎.順層定向長鉆孔預抽瓦斯區域防突技術在特大型突出礦井中的應用[J].礦業安全與環保,2011（03）.