顶板钻孔抽放瓦斯的应用

 

  　　随着开采深度和强度的增加，瓦斯涌出量不断增大，瓦斯超限成为威胁安全，制约生产的突出矛盾。瓦斯抽放逐步成为解决此矛盾主要手段，也是国家瓦斯治理“十二字”方针的要求，本文针对鸡西矿业集团杏花矿东西23^#右二采面应用顶板高钻孔抽采空区裂隙带瓦斯的成功分析，为低透气煤层瓦斯抽放提供依据。

    　　1 杏花矿东西采区23^#右二概况

    　　杏花矿是核定生产能力为140万t/a的大型矿井，采用高标普采回采工艺，长壁后退式采煤方法，平均单产在3.2～4.5万t月。

    　　杏花矿为高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为51.56m³/min,相对瓦斯涌出量为17.97 m³/t煤层均为低透气煤层，东西采区23 m^#右二采面为倾斜长壁后退式仰采面，储量为30万t，采高2m，绝对瓦斯涌出量19m³/min，相对量为21m³/t，上行U型通风，工作面采用上一个采面留巷做排瓦斯巷。未抽放前，受瓦斯制约月产在2.6万t，采用顶板高抽钻孔抽裂隙带瓦斯后，月产提高至4.2万t/月，解决了瓦斯对生产的威胁。

    　　2 抽放方法选择

    　　根据实测，本煤层采面瓦斯含量占采面瓦斯总量55％，而采空区三边释放瓦斯及邻近层释放瓦斯占45％，由于该煤层属较难抽放煤层（透气性系数<0.0025md）。根据矿压三带理论，确定利用高抽钻孔抽裂隙带瓦斯的局间抽放方案。经实践证实，此方法对改变采空区高浓度瓦斯，避免回风超限，取得了较好的效果。

    　　抽放系统选用YD-Ⅵ水环真空泵，Φ200直径的抽放管路铺设回风巷，钻场沿本煤层施工。钻机选用KJ-4，占孔直径Φ75mm，钻孔可长度200m。

    　　3 钻孔的标高确定

    　　3.1 钻孔的标高确定

    　　根据理论分析，钻孔终孔应打在顶板裂隙带中，理论冒落带高度为采高的4～8倍，但由于顶板岩性不同，冒落带高度也随之不同，经测试我矿钻孔瓦斯流量得知，钻孔终孔距煤层顶板7m、16m时为有效抽放段，最佳垂距8～14m

    　　3.2 钻孔距风巷距离的确定

    　　由于风巷标高高，采空区高浓度瓦斯易积聚在回风巷的硬帮，因此钻孔与风巷水平距离越近，理论效果越好，但实际布孔要避开矿压造成的裂隙带（掘进松动圈）及岩石未垮落的悬臂梁，我矿实测距回风巷10～20m效果最佳

    　　3.3 钻孔接续距离的确定

    　　两个钻场间的钻孔接续长度与钻场抬高位置、钻孔倾角和偏角及钻机可施工长度有关，但原则必须保证两个钻场间的有效钻孔数目3～5个，有效钻孔的重叠不小于10m。可保证抽放瓦斯量由6m³/min增加到9m³/min，抽放率由30％提高42％，处在最有效抽放范围。

    　　4 抽放效果经济分析

    　　（1）瓦斯抽放效果显著。抽放瓦斯量7.2m³/min，抽放瓦斯浓度为55％，每天抽出瓦斯量10 368m³/min，上隅角瓦斯浓度由1.5％～3.5％下降到0.4％～0.8％，回风瓦斯浓度由原1.0％左右降至0.4％，抽放率达38％。

    　　（2）避免人与高浓度瓦斯接触，增加安全可靠度。

    　　（3）解放了生产力

    　　抽放前月产2.9万t，抽放后提高至4.2万t，月多创效益190万元。

    　　5 结论

    　　利用顶板高抽钻孔抽放采空区裂隙瓦斯是低透气煤层瓦斯抽放的有效方法，但关键要注意以下方面：

    　　（1）必须根据不同顶板岩性，进行单孔测度，选取最佳钻孔参数。钻孔终孔距顶板7～15m、距风巷10～20m最佳。

    　　（2）抽放钻孔封孔必须避开地质构造及矿压造成的漏风带。

    　　（3）钻场布置既要避免瓦斯窝子，又要考虑结孔压茬长度越小越经济。最好选用高位绕道式钻场，施工煤层平行水平钻孔，可减少压茬长度，提高钻孔利用率。

    　　（4）为了提高抽放率，尽可能采用大直径管路、大直径钻孔。