利用低位抽采巷穿層治理煤巷條帶瓦斯技術應用

謝明慧

（晉能控股煤業集團 晉中公司，山西 晉中 030606）

1 概 況

低位抽采巷為山西左權縣部分煤礦為治理采煤工作面頂板臨近層及采空區瓦斯，在煤層頂板約10～15 m、距工作面回風順槽約15 m 位置開掘的一條專用瓦斯抽采巷道。煤巷條帶主要是指煤巷掘進工作面待掘巷道及兩側一定范圍內的煤體。穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯是區域防突措施的一種，主要利用頂（底） 板巖巷向待掘巷道實施穿層鉆孔進行瓦斯治理。盤城嶺礦利用150109 低位抽放巷（巖巷），采用普通履帶式鉆機，向150107 運輸順槽（煤巷） 待掘區域實施穿層鉆孔進行瓦斯治理，以掩護煤巷的順利快速掘進。

150107 運輸順槽巷道高3.8 m×寬4.8 m，設計長度900 m。位于一采區南部，西部為150109回風順槽（現為實煤區），東部為150107 工作面（現為實煤區）。地質條件簡單，煤層厚度5.3 m，煤層結構上部煤1.08 m，中部1 層夾矸，厚度0.50 m，下部煤3.72 m。預測原始瓦斯含量12 m3/t，屬突出危險區。150109 低位抽放巷（巖巷） 設計高4 m×寬3 m，距150107 運輸順槽平距40 m 左右，垂距7.65 m 左右（沿K2 灰巖底）。

2 瓦斯治理

2.1 穿層預抽鉆孔方案

在150109 高抽巷施工穿層鉆孔預抽150107 運輸順槽煤層瓦斯，鉆孔穿透15 號煤層，控制待掘巷道全長及兩幫輪廓線外15 m 范圍。高抽巷每4 m 布置1 組預抽鉆孔（11 個），每組孔深615 m，共設計2 530 個，進尺14.15 萬m。穿層預抽鉆孔如圖1 所示。

圖1 穿層預抽鉆孔示意Fig. 1 Pre- pumping borehole through layers

2.2 工 藝

封孔采用工藝 “兩堵一注”，封孔段長度12 m。因施工下向孔，選用排水排渣裝置進行排水排渣，同時全程下設篩管，確保抽采效果。

3 比 對

3.1 鉆孔施工費用成本

150107 運輸順槽長度900 m，穿層預抽鉆孔施工35 元/m，順層預抽鉆孔12 元/m，定向長鉆孔850 元/m，進行比對。

采用穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯，預計施工進尺14.15 萬m，共計瓦斯治理費用404.45萬元。

采用定向長鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯，預計施工3 個循環，3 個鉆場，施工進尺8 748 m，共計瓦斯治理費用749.58 萬元。

3.2 瓦斯治理時間

采用穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施，必須先施工150109 高抽巷，高抽巷掘進采用機掘，鉆孔滯后高抽巷迎頭100 m 范圍。高抽巷按每月掘進100 m，預計施工270 d （9 個月）；打鉆治理滯后掘進30 d。需要施工230 個循環，每個循環需要2 d；掘進按打鉆治理后30 d，掘進按8 m/d，150107 運輸順槽抽、掘完畢，需要330 d。

采用定向長鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施，預計施工3 個循環，每個循環瓦斯治理時間90 d 計算，掘進按8 m/d，150107 運輸順槽抽、掘進完畢需要383 d。

3.3 抽采效果對比

巖巷穿層鉆孔由于封孔段在巖石內，相較煤層內裂隙發育較少，封孔效果好，抽采瓦斯濃度有很大提高。原煤巷順層預抽鉆孔平均瓦斯濃度為30%～50%，采用穿層預抽鉆孔平均瓦斯濃度可達到80%～90%，抽采濃度提高近一倍。

4 結 論

（1） 通過比對，采用穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯費用成本更低，瓦斯治理時間更短。

（2） 采用穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯，不僅解決了該工作面回采期間采空區和臨近層瓦斯問題，同時實現了對臨近工作面煤巷掘進區域瓦斯治理，解決了該礦因無法布置底抽巷和鄰近煤巷瓦斯治理問題，達到了一巷多用，為礦井安全高產高效的建設提供可靠保障。