高抽走向鉆孔治理瓦斯技術研究

陶榮軍

摘要：隨著國民經濟的不斷增長，煤礦行業的不斷發展，煤礦資源被大勢開發利用，社會各界人士也開始高度關注到煤礦生產過程的安全質量問題。瓦斯治理作為煤礦開采過程的重中之重，是一個必不可缺的關鍵環節，直接關系到工作人員的生命安全和企業經濟效益。因此，現代煤礦企業要集合煤礦采區式瓦斯涌出特點和實際情況，有針對性的采取高抽走向鉆孔治理瓦斯技術，有效解決瓦斯超限問題，避免發生瓦斯事故，影響到煤礦的安全順利開采。本文將進一步對高抽走向鉆孔治理瓦斯技術展開分析與探討。

關鍵詞：高抽走向鉆孔；瓦斯；治理技術

引言

當前是一個經濟全球化的時代，煤礦企業發展要與時俱進，跟上時代前進的腳步。基于新形勢下，國家對煤礦安全生產提出了更高的要求，煤礦企業要想在競爭激烈的市場上脫穎而出，創造出更多的經濟效益和社會效益，就必須認真好瓦斯治理工作，避免瓦斯生產事故的發生。煤礦企業管理部門要切實落實好“先抽后采、監測監控、以風定產”的國家政策方針，通過科學應用高抽走向鉆孔治理瓦斯技術，有效降低礦井下煤層瓦斯含量，確保為煤礦生產人員提供一個安全健康的工作環境，促進煤礦開采的順利進行。

一、工作面自然狀況

（一）自然狀況

該工作面屬于高瓦斯采取，瓦斯實際涌出量大，存在瓦斯超限問題。工作面走向長度為650m，傾斜長180m，總面積達到了13650m2，能夠開采的煤礦儲量為26.5萬噸，煤層瓦斯含量為485萬m3。

（二）煤層賦存狀態及其變化規律

回采工作區域的上煤層厚度范圍在1.3-1.75m，煤層中間夾帶了兩層0.03-0.06m的碳質頁巖。其中上層夾石厚度在0.04-0.06m左右，外形呈現為灰黑色鱗片狀，攜帶了少量的黑炭；而下層夾石厚度則在0.06-0.07m，外形為黑色方塊狀，攜帶了較多的煤炭。上分層厚度為0.2-0.4m，以黑色半亮型煤為主，在某些區域為暗煤，中間煤高在0.15-03m左右。黑色半亮型塊狀質好，煤層整體走向近南北，傾向西，傾角為14-19°，該區域煤層走向從南向北發展，煤層厚度慢慢開始加大，同時煤質發育越來越好[1]。

煤層頂板：直接頂屬于硬質白沙巖，巖層厚度在7.5-9m左右，偽定屬于碳質頁巖，顏色呈現為灰黑色，水平層理厚度是0.3m。煤層底板：直接底屬于碳質頁巖，層理偏硬，顏色狀態為灰黑相間，其厚度是0.7m。

（三）地質構造

結合工作人員對礦井下巷道的實際調查分析，該煤礦區域的地質構造較為簡單，不會造成對煤礦安全生產太大的影響。

二、工作面設備選型及瓦斯抽采方法

（一）工作面設備選用情況

根據工作面的實際生產情況，煤礦企業要有針對性選用采煤機、工運機、轉載機、液壓支架以及皮帶運輸機等設備，確保采煤運輸作業的順利進行。

（二）瓦斯抽放方法的選擇及其施工工藝

煤礦企業要根據自身的實際發展情況和條件，再結合該工作面煤層瓦斯含量和瓦斯涌出規律，有效采取科學瓦斯抽采治理方法。在該煤礦區域中實施高位瓦斯抽放治理技術，該技術能夠有效降低各煤層區域的瓦斯含量，實現工作面瓦斯抽放取得較好的抽采效果，從而防止了瓦斯生產事故的發生[2]。

三、高抽走向鉆孔治理瓦斯技術的實踐應用

（一）合理使用瓦斯抽放系統

根據該煤礦工作面的情況，決定選用地面集中瓦斯抽放系統，將地面泵站到排矸井抽放主管路設置為￠400mm 的管路，管路總長度為1600m，分管路設置為￠300mm 管路，總長度為3900m，瓦斯抽放管路總長加起來為5500m。施工人員要在抽放管路上合理安裝8處放水器。

（二）科學選用抽放泵及鉆孔機型

煤礦企業要在該工作面地面有效建立起一個集中瓦斯抽采站，同時安裝設置好三臺型號為CBF630的抽放泵，該抽放泵額定流量是400m3/min，電機功率是450KW。煤礦井下設置了兩處移動抽放泵，抽放泵型號是ZWY-110/132-G，額定流量是100m3/min，電機功率是142KW，對于鉆孔機型的選擇，煤礦企業可選用ZDY3200S型鉆機，能夠滿足現場高抽走向鉆孔的技術使用要求。

（三）工作面鉆場布置

鉆場布置作為高抽走向鉆孔治理瓦斯技術應用過程的重要環節，其直接關系到最終瓦斯抽放治理的實際效果。因此，煤礦企業要根據工作面的實際地質情況和瓦斯分布特征，科學明確鉆場之間的位置關系，確保各個鉆孔能夠高效抽放出大量高濃度瓦斯[3]。在該工作面，施工技術隊伍要設置好兩個鉆場進行瓦斯抽放作業，當工作面距離鉆場15m以下，另外一個鉆場就能夠有效發揮出其作用。工作人員要根據煤礦工作面的回采速度和鉆孔速度，將仰角鉆場之間的距離設置為26-33m，而高位鉆場之間的距離設置為115-145m，這樣才能夠最大化提高瓦斯的抽放質量和效率.

（四）鉆孔封閉工藝

當鉆孔技術人員每施工完一個瓦斯抽采鉆孔后，就必須在第一時間進行封孔作業，封孔工藝主要采用天固材料，使用“兩堵一注”的方法，用天固袋作為堵板，天固藥進行填充，該封孔方法操作簡單，封孔效果較好。

（五）回采過程中周期來壓與瓦斯抽放的關系

在煤礦回采過程中，采空區內的瓦斯開始不斷涌出，從而導致大量高濃度瓦斯積聚在采面上轉角周圍，頂板壓力增大后，老頂會發生掉落現象，促使瓦斯從上轉角涌出，造成回風中瓦斯含量持續加大，最終發生瓦斯超限問題

通過對現場采取高抽走向鉆孔治理瓦斯技術，可以發現上轉角處瓦斯濃度降低至0.3-0.7%，確保了工作面煤礦的順利安全回采。回采面推進長度與瓦斯抽放量關系如下圖1所示。

而高抽走向鉆孔治理瓦斯技術實施后，鉆孔垂直高度與瓦斯抽放效果的關系如下圖2所示。根據圖中可得知，鉆孔實際高度控制在6-14m范圍內，具有最佳的瓦斯抽放效果。

四、結束語

綜上所述，煤礦企業要想提高對工作面煤層瓦斯的治理水平，確保煤礦的安全高效生產，就必須結合工作面實際生產情況和條件，充分發揮出高抽走向鉆孔治理瓦斯技術的作用和優勢，不斷降低采區瓦斯含量，確保瓦斯不會出現超限問題，也就避免了瓦斯事故的發生。

參考文獻

[1]程朋禮.高抽走向鉆孔治理瓦斯的應用[J].科技論壇，2015（08）：34-38.

[2]崔海威.高抽走向鉆孔治理瓦斯的應用[J].煤炭技術，2013（02）：121-123.

[3]孫榮軍.頂板近水平長鉆孔替代閉式高抽巷進行瓦斯抽放的試驗研究[J].煤田地質與勘探，2015（05）：65-68.endprint