高位巖石抽采鉆孔代替高抽巷治理瓦斯的研究與應用

秦鵬+崔廣永

摘 要：110工作面位于礦井一盤區，煤層瓦斯雖然賦存較低，但工作面回采時仍可能會引起回風隅角及回風流瓦斯偏高，因此決定利用西安煤科院ZDY1200LD型鉆機在110施工道向110工作面煤層頂板上部施工高位巖石抽采長鉆孔，解決工作面回采回風隅角及回風流瓦斯偏高的問題。

關鍵詞：高位巖石長鉆孔、回風隅角、瓦斯治理

一、項目背景

110工作面位于礦井的一盤區，臨近工作面有108工作面，在108工作面回采前未施工高位抽采巖巷，僅在兩順槽施工順層瓦斯抽采鉆孔提前對煤體瓦斯進行抽采，由于108工作面面長為100米，工作面推進速度較快，工作面回采時絕對瓦斯涌出量較大，回風流瓦斯濃度最高達到0.50%左右。根據108工作面生產過程中總結的經驗就是工作面、回風流瓦斯濃度偏高主要原因是未施工高位抽采巖巷。因110工作面瓦斯賦存較低，但當工作面推采速度加快時，工作面、回風流瓦斯濃度仍然有可能出現偏高現象，因此需要在110工作面施工高位抽采巖巷。但利用高位瓦斯抽采巷抽采瓦斯必須施工長距離高位瓦斯抽采巷，施工時間長，投入費用高。在非瓦斯富集區域，瓦斯涌出量較小，使用高位瓦斯抽采巷抽采采空區成本太高，因此決定在110工作面回風順槽施工道處向110工作面煤層頂板施工4個高位巖石鉆孔代替高位巖石抽采巷。

二、項目實施的基本情況及創新點

1、110工作面瓦斯治理原設計：在110回風順槽施工道以里施工110工作面高位抽采巖巷，高位抽采巖巷在工作面煤層頂板以上15米，與回風順槽內錯10米。110工作面推采長度為800米，煤層靠近切眼300米范圍內為薄煤帶，不需要施工高位抽采巖巷。

2、110工作面瓦斯治理方案變更后設計為：（1）在110回風順槽施工道處向110工作面煤層頂板施工4個高位巖石抽采鉆孔（詳見附圖3），具體施工方案如下：在110施工道靠近回風順槽15m處施工，共設計施工鉆孔4個，鉆孔編號為1#、2#、3#、4#，單個孔深500m。其中1#鉆孔距離煤層頂板以上15m，距回風巷15m；2#鉆孔距離煤層頂板以上15m，距回風巷16m；3#、鉆孔距離煤層頂板以上30m，距回風巷30m；4#鉆孔距離煤層頂板以上30m，距回風巷31m；開孔高度2.8m，具體高度可根據地層情況酌情考慮。

（2）在110回風順槽對厚煤層帶進行煤體增投試驗，增加煤體的透氣性，提高瓦斯釋放速度，可以降低工作面、回風立的瓦斯濃度。具體方案是在110工作面距切眼向外150米處開始至距停采線50米范圍施工煤體預裂爆破試驗，預裂爆破孔和控制孔以此間隔10米，預裂區域為600米，需要分別施工預裂爆破孔、控制孔各30個，每個預裂爆破孔、控制孔設計深度為80米。

3、通過在110工作面回風順槽施工道施工4個高位巖石抽采鉆孔，并在回風順槽對工作面煤體進行預裂爆破后，可以減少施工110工作面高位巖石抽采巷，通過采取施工高位抽采巖巷及現場觀測發現，工作面瓦斯、回風流瓦斯濃度較108工作面生產時有大幅度降低。具體數據見下表：

三、經濟效益計算

1、原設計需要投入成本計算：

（1）在110回風順槽施工110工作面高位巖石抽采巷，高位抽采巖巷平巷距離為640米，施工道為39.14米，合計需要施工679.14米，高位巖石抽采每米施工費用為3400元，則需要施工費：

679.14米×3400元/米=230.91萬元。

2、設計更改后需要投入費用：

（1）預裂爆破費用：

共計30個爆破孔，每個孔深80米，每米按50元計算，預裂爆破導爆索和被桶炸藥費用：每個鉆孔需要被桶炸藥156公斤（15384元/噸），每個孔需要導爆索100米（導爆索4.78元/米），則預裂爆破施工、材料費用為：

（30個×80米/個×50元/米）+（30個×0.156噸/個×15384元/噸+100米/個×4.78元/米×30個）=20.63萬元。

（2）施工高位巖石鉆孔費用：

110工作面共設計4個高位瓦斯抽采鉆孔，每個鉆孔設計深度500米，合計鉆尺2000米，每米施工單價為74元，每個鉆孔封孔材料費用為0.2萬元，則施工高位巖石鉆孔需要費用為：

2000米×74元/米+4個×0.2萬元/個=15.6萬元。

3、該項節約費用為原設計需要投入的金額減去設計變更后需要投入的金額，則節約費用為：

230.91萬元-20.63萬元-15.6萬元=194.68萬元。

四、存在的問題及推廣應用

在礦井瓦斯底賦存區域，通過向煤層頂板上部施工高位巖石抽采長鉆孔，不僅解決工作面回采回風隅角及回風流瓦斯偏高的問題，還節約了高抽巷施工成本，值得推廣和應用。

參考文獻：

[1]謝生榮，溫百根，趙耀江，李開晴，《頂板大直徑千米長鉆孔抽采瓦斯技術》2009.01

[2]杜子健，劉子龍，《煤礦井下順層千米枝狀長鉆孔抽采煤層氣新技術論文》2007.02