煤礦井下瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)

聞慶響

摘要：眾所周知，我們中國(guó)地大物博，資源豐富，煤礦資源自然也不例外。如何能高效開(kāi)采，保證質(zhì)量的同時(shí)又保證數(shù)量，這值得我們所有人思考。良好的抽采技術(shù)就顯得更為重要，因?yàn)椴煌拿簩拥奶匦孕枰x擇不同的技術(shù)做支撐。我國(guó)在2006年就提出過(guò)“先抽后采”的方針政策，也就說(shuō)明在當(dāng)時(shí)我國(guó)就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)抽采技術(shù)對(duì)于安全開(kāi)采的重要性。現(xiàn)在就我國(guó)煤礦開(kāi)采來(lái)說(shuō)，大部分人的工作都是在地下施工進(jìn)行的，很少是在地面上施工。所以如果一旦瓦斯泄露，造成的人員損失將是巨大的。如何更有效的提升我們的抽采技術(shù)，更安全的開(kāi)采是我們現(xiàn)在所必須認(rèn)真研究的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：抽采技術(shù)；施工效果；瓦斯；鉆孔

一、目前現(xiàn)狀

隨著我國(guó)用煤量的急劇增多，開(kāi)采技術(shù)也就顯得越來(lái)越重要。近年來(lái)我國(guó)也在不斷的發(fā)展和提高抽采技術(shù)，但是由于它的特殊性：各煤層的結(jié)構(gòu)、特性等不同，需要選擇不同的抽采技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)。為煤層量身定制的抽采方式，會(huì)讓更有針對(duì)性，讓工作人員更容易開(kāi)采，工作人員的安全性也更有助于提高。我國(guó)的煤礦產(chǎn)業(yè)分布很廣泛，但煤層的儲(chǔ)存條件一般都太過(guò)復(fù)雜，還有很多的煤礦是低透氣性的煤層，就導(dǎo)致了很多的瓦斯事故的發(fā)生，這也是一個(gè)煤礦泄露的重要問(wèn)題。這種煤層往往都存在堅(jiān)固能力差、鉆孔難成型，并且容易出現(xiàn)塌孔和噴孔等問(wèn)題，所以對(duì)于抽采的技術(shù)要求也就更高、更難。

二、常見(jiàn)抽采技術(shù)

我們煤礦常見(jiàn)的是穿層鉆孔、高位瓦斯、順層等3種，對(duì)于我國(guó)如此復(fù)雜多變的環(huán)境，如果能夠合理的為每一個(gè)煤層，特殊的情況制定合理的開(kāi)采方案，就可以讓我們前方開(kāi)采煤礦的工作更具有安全感。我們目前的抽采技術(shù)雖然還算成熟，但這也只是對(duì)于一般煤層，對(duì)于稍微復(fù)雜或者厚度增大的煤層來(lái)說(shuō)，抽采技術(shù)是越高越強(qiáng)越好。技術(shù)的提高，不但可以對(duì)于我們的安全更有保障，也更有利于開(kāi)采的順利進(jìn)行。瓦斯抽的越干凈，更不會(huì)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，工作人員也不會(huì)因過(guò)多的擔(dān)憂而影響工作，更有干勁，采煤自然會(huì)更賣(mài)力。

（一）穿層鉆孔

這種抽采技術(shù)，一般都是用于巷道內(nèi)向鄰近煤層的鉆孔抽瓦斯用的。它可以有效的在抽采時(shí)，預(yù)防噴孔和塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。采用這種技術(shù)的一般都是在透氣性能比較好或者松軟的煤層內(nèi)，所以在運(yùn)用的過(guò)程中要求的也會(huì)更加嚴(yán)格，這也就導(dǎo)致開(kāi)采的成本增高，需要做很多的準(zhǔn)備工作。比如：鉆孔的布置、準(zhǔn)確的計(jì)算時(shí)間、保證準(zhǔn)確的預(yù)制時(shí)間、最重要的就是煤層底部的打巖巷。每一個(gè)巷道內(nèi)每45米就要設(shè)一個(gè)打鉆場(chǎng)，每一個(gè)打鉆場(chǎng)的要求也非常嚴(yán)格：需要對(duì)瓦斯含量、濃度、間距等等來(lái)確定鉆孔的數(shù)量。確定好數(shù)量之后，還需要注意每一個(gè)鉆孔都要呈放射的形狀排列。一般情況下，是每一個(gè)鉆場(chǎng)打孔的數(shù)量都不會(huì)低于10個(gè)的。正常情況下的鉆孔深度是一百米至一百五十米之間，直徑一百毫米內(nèi)。

（二）高位瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)

高位瓦斯抽采的技術(shù)其實(shí)就是通過(guò)泄壓的方式達(dá)到抽采瓦斯的目標(biāo)，通過(guò)在煤層的上方打好井筒的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣之后再去開(kāi)采的時(shí)候，井筒周?chē)蜁?huì)因?yàn)閴毫惋L(fēng)車(chē)的影響下，產(chǎn)生大量的裂隙出現(xiàn)，瓦斯向上面運(yùn)移，從而達(dá)到排除瓦斯的作用，高位瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)其實(shí)就是巷道內(nèi)向煤層頂板巖層技術(shù)。在開(kāi)采的時(shí)候，煤層內(nèi)部的各點(diǎn)都會(huì)應(yīng)力，之后采煤區(qū)內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)大量的裂隙。在這種情況下抽離瓦斯效果會(huì)更好，因?yàn)橛辛严叮奂谏戏降乃械耐咚苟伎梢砸黄鸨怀槌觯@樣的方法一般都是用于還存有部分采空區(qū)的礦區(qū)或者是上方鄰近層，效果顯著。鉆孔范圍正常情況下是在瓦斯含量最為密集、最深的裂隙的中下方等，這些地方的瓦斯含量一般都是非常多的，在這些地方打孔可以更有效的抽離瓦斯。在選擇孔徑的時(shí)候，也需要多重考慮，比如地層的條件、瓦斯含量、成本效益等等，一般情況下建議大家可以選擇使用直徑的水平長(zhǎng)鉆孔。這種鉆孔型號(hào)一般是4種：113mm、133mm、153mm、193mm。選好型號(hào)就可以布置形式，設(shè)計(jì)鉆孔的深度、孔距、位置、孔形等等。看似簡(jiǎn)單，其實(shí)非常復(fù)雜。做這些的時(shí)候，盡量可以依據(jù)一些數(shù)據(jù)，比如頂板巖石的狀態(tài)，回風(fēng)巷的走勢(shì)，等等與這些相結(jié)合，這樣不但可以抽的更干凈也更安全。

（三）順層長(zhǎng)鉆孔

順層長(zhǎng)鉆孔很簡(jiǎn)單的一個(gè)名字，按字面理解就是順著煤層的長(zhǎng)長(zhǎng)的鉆孔抽采技術(shù)。這種技術(shù)可以即能提高抽采效率，又能降低瓦斯能量。但是需要注意一點(diǎn)的是，它的鉆機(jī)、鉆具、排渣方式的選擇都是非常的重要的。首先，鉆機(jī)一定要滿足鉆孔的長(zhǎng)度，而且要求是可以控制到整個(gè)回采的采煤區(qū)域。鉆桿就簡(jiǎn)單很多，能夠隨鉆孔的加長(zhǎng)和推動(dòng)力即可。但鉆頭方面就需要注意了，要選擇組合的鉆頭，這種鉆頭可以減少噴孔頻率和次數(shù)。除了這些之外，排渣也非常的重要。即能有效的排除孔內(nèi)的鉆屑，又要保證孔壁完整，利于瓦斯的排放。需要注意，地質(zhì)、設(shè)備、進(jìn)鉆速這些不變時(shí)，供風(fēng)排渣的能力也會(huì)受到影響。

三、如何選擇鉆層

一般情況下煤層在開(kāi)采之后會(huì)型成一些固定的形狀，比如：“豎三帶”、“o型圈”、“橫三區(qū)”等等。在選鉆孔位置的時(shí)候，我們要根據(jù)地層條件來(lái)具體確定瓦斯的位置，可以通過(guò)對(duì)：裂隙、煤巖覆存條件、瓦斯含量等的分析，加上環(huán)境，綜合來(lái)觀察不瓦斯的情況。若地層條件比較安全，可以選擇提高一下抽采要求及技術(shù)，鉆一些比較深的孔。但若地層復(fù)雜、地質(zhì)松動(dòng)就要調(diào)整整體孔的參數(shù)，再根據(jù)實(shí)際情況需要再做選擇。一般情況下孔直徑也是有一定依據(jù)來(lái)確定的，可以通過(guò)比如：瓦斯量、抽放周期、成本等問(wèn)題進(jìn)行分析。我們?cè)谶x擇的時(shí)候，要選擇最為經(jīng)濟(jì)而且有效的孔直徑。

四、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于煤礦井下瓦斯抽采技術(shù)的發(fā)展和研究，是我們一直很關(guān)注的問(wèn)題，我們不僅要對(duì)井下瓦斯抽采技術(shù)進(jìn)行提升，對(duì)于鉆孔的施工設(shè)備和成孔工藝上更要再上一層樓。雖然近年來(lái)發(fā)展很迅速，但是我們還要更迅速。因?yàn)槲覈?guó)的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，今天是這樣，明天可能就會(huì)移動(dòng)。而根據(jù)我國(guó)的實(shí)際需求量來(lái)看，我們更需要加大力度，更快的發(fā)展科學(xué)，讓我們可以在更安全的基礎(chǔ)上采煤開(kāi)礦。目前常規(guī)的開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)相對(duì)于之前更成熟，畢竟已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的時(shí)間。但是如何開(kāi)采，如何安全開(kāi)采依然是我們需要研究的方向。

（作者單位：淮北礦業(yè)股份公司朱仙莊煤礦）

參考文獻(xiàn)

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