长钻孔施工技术治理瓦斯问题的提出

长钻孔施工技术及瓦斯预抽技术的研究与实施鹤岗矿业集团有限责任公司鹤矿集团目前有9个生产矿井，煤炭设计生产能力1685万吨，2007年实际生产原煤1562万吨。9个生产矿井中，有3个煤与瓦斯突出矿井，有2个高瓦斯矿井，有1个低瓦斯高管矿井，有3个低瓦斯矿井。2007年集团公司瓦斯绝对涌出量308.27立方米/分钟。在2005年是公司最大的一年，达到338.3立方米/分钟，单井最大绝对瓦斯涌出量南山矿为119.7立方米/分钟，采煤工作面绝对涌出量最大为48.5立方米/分钟，掘进工作面瓦斯涌出量最大为7立方米/分钟。目前，全公司共有45套瓦斯抽采系统，抽采能力达到了3271立方米/分钟。其中有5个矿建地面固定抽采系统6套，抽采能力为871立方米/分钟。除新岭矿外，其它8个矿井有井下移动抽采系统39套，抽采能力达到2400立方米/分钟。2007年共抽采瓦斯4900万立方米。一、长钻孔抽采技术治理瓦斯问题的提出鹤矿集团公司开采的煤层，75％为厚煤层，且瓦斯含量高、易自燃，开采工艺主要以放顶煤为主，所以开采时瓦斯涌出量大，非常容易造成采煤工作面上隅角和回风流瓦斯超限，威胁采煤工作面的安全生产。对这样的工作面，有的采取了穿层钻孔、顺层孔等预抽措施，有的采取了上隅角埋管或插管、仰斜钻孔、走向高位孔等边采边抽措施，收到了一定的效果。但由于是老矿区，建井时间早，原来的设施老化及原有的巷道布置等已不适应当前生产的需要，所以生产接续一直是很紧张，新区掘送出来后就要开采，预抽煤层瓦斯的时间较少，这样就影响了预抽煤层瓦斯的效果，开采时还要继续采取边采边抽等治理瓦斯措施。为了解决这样的问题，对长钻孔的瓦斯抽放技术进行了专题研究。二、长钻孔瓦斯抽放研究内容及研究场所(一)研究内容由于鹤矿集团公司高瓦斯易自燃厚煤层多，为了治理瓦斯，需要沿煤层顶板掘送专用排瓦斯尾巷，在施工预抽煤层瓦斯钻孔时还存在塌孔、顶钻等问题，造成钻孔施工难度较大。因此，对长钻孔瓦斯抽放确定了以下的研究内容。（1）厚煤层放顶煤开采过程中，利用长钻孔替代回采工作面的顶板瓦斯抽放巷道，减少巷道掘进成本，提高瓦斯抽放的技术水平和抽放效果，保证工作面安全回采。（2）长钻孔的定向施工技术与配套技术研究，定向钻进技术和配套设施，钻孔的实际运行轨迹在设计允许偏差内，保证回采工作面瓦斯的安全有效的抽放。贞（3）防止布钻孔在回采偿工殿作面超前压将力的影响下厉钻孔壁出现凳崩裂、堵孔表等技术和措笔施，保证瓦本斯正常抽放陡。研究防止谁卡钻现象发廊生，减少经啊济损失。贷（4）抽放轨长钻孔在回写采工作面顶丛板或本煤层材的层位与平平面位置布置奏参数研究，芳使瓦斯抽放畏效率高，抽挠放阻力小。符钻孔个数、漫布置参数等塌问题进行优照化研究，保热证在达到瓦脚斯抽放效果穗的前提下，僚使钻孔个数哭与总长度最己小。今(二)研究歌场所橡由于南山煤晶矿是高突矿惧井，主要开敲采15号煤样层、18号针煤层，两个须煤层都是高伴瓦斯易自燃夸厚煤层，开咱采过程中瓦捷斯涌出量大视，在全公司揉具有代表性梁，所以把研甚究场睁所确诊定在南山矿何的盆底区1春5号煤层南涌一段、北二嫁段爽。摸南山矿及采逗区概况：南潜山矿为突出演矿井，20震07年瓦斯祝绝对涌出量尺100.4袖7立方米潜/分钟，相缸对瓦斯涌出屿量挨15.27拢立方米完/吨。20苦06年核定马矿井生产能慎力320万额吨/年，通扭风能力35挽2万吨/年荷，通风采用跑多翼对抽出录式通风，3富处主要通风零机供风，矿错井风量胀23350顾立方米司/分钟。睛主采煤层1膀5号煤层瓦僚斯含量富11.2立浑方米拴/吨，煤厚避10米努左右；18晃号煤层瓦斯尚含量邻12.2立篇方米争/吨，煤厚县12米材左右。煤层贸透气性系数柏0.766遍~1.55那8毫达西。增1983年不7月18日楼在二水平m姐机道揭18征号煤层时发氏生煤与瓦斯玉突出，突喊出煤量62婆7吩吨，瓦斯量会11800泰立方米除。研盆底区南翼弟一段位于盆岁底区南部，滴区段走向呈780米余，倾斜长护150米乔，煤炭储量偷130万吨户。该区段1及5号层和1区8号层均为趟突出危险煤渣层。禾三、长钻孔抄抽放和穿层是孔抽放的实马施覆为了有效提修高瓦斯预抽带效果，实现戒消除突出危类险和有效治尚理瓦斯的目绿的，提出了熊采用底板岩蚕石巷施工穿坛层短钻孔抽闲放方式和穿遥层长钻孔本性煤层抽放方鸽式相结合的晚立体抽放技城术。零（1）穿层备钻孔预抽防联突技术。在缸该区段15蛙号层底板岩混石巷布置钻户场，在钻场询内向15号同层布壳置穿层钻孔钞。钻场间距惯一般为者50米薪，每个钻场躺15~40谦个钻孔，钻责孔布置为上红下两排，苦终孔位于煤售层顶板，间缝距井15米卡，钻孔直径敞75毫米卷。钻孔布置道原则要使钻行孔均匀控制工该区段煤层寻。迎在该区段共僻布置20个柄抽放钻场，级495个抽命放钻孔，钻蛛场位置及钻冬孔参数见图吧1。钻孔抽山放浓度平均醉为70％，众单孔瓦斯抽很放纯量为0匙.009~胶0.012烤立方米接/分钟，截贪止到开采前妖2007年女7月4日共妥抽放瓦斯3灾55.酒1万立方米钢，瓦斯预抽止率为37％粗。牙图1南建翼15号层趣一分段外延握面短钻孔钻屡场布置图差（2）长钻热孔预抽防突济技术。为了钞有效提高瓦破斯预抽效果绢，实现消除否突出危险和辉有效治理瓦悲斯的目的，舅在试验区段慕设置2个长括钻孔钻场进原行瓦斯抽放愉，分别为南击一段钻场、漆北二段入风袖反上钻场，趣具体布置见换图2。使用夫ZY-30眉0型全液压遍钻机钻孔，探开孔直径1杀08（11网3）毫米，掀终孔直径子94毫米誓。握图2南贤翼15号层稠一分段外延丙面、北二段秋入风反上3按00钻钻场的布置图板北二段入风描反上钻场的炉钻孔布置方壶法：在标高触-拳195米形的盆底区二宋分段的入风桥反上，二分棒段采面对角歇线为中心呈电扇型朝二分都段采面打长名钻孔，钻孔拣没计角度3司°狼~15扇°他。孔深12枕0~陷300米否，孔径胸φ队94毫米幕,孔数18卷个，孔口之掉间的距离地3狐50毫米希，两孔之间笼水平夹角6鼓.5闻°严，沿煤层走标向布孔，该尼孔尽可能与响煤层的夹角松小，以费保证钻孔煤趟的长度最大脑。辉北二段入风供反上钻场布眯置钻孔28筹个，单孔最鼓大瓦斯流量牢0.15立包方米发/分钟，抽我放时间为丸2005年桨10月8日从至械2006年盲12月10州日含，共计抽放搜瓦斯95.族8万立方米舌。钻孔抽放个参数表1。四、结论脉(1)每个见钻场的预抽榨时间在19包个月内较好掉，最佳抽放瘦时间在10辨个月内，抽城放时间过长浴，总体抽放序量下降。果(2)钻孔关垂直角度以诸上向8滚°增~15浮°弃度为最佳。蔑(3)经过军认真准备和览科学施工，迷普通钻机在楚一定条件下按可以钻出近炼300米品的长钻孔，磁为本煤层预锹抽瓦斯提供