低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯技术研究与应用.docx

低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯技术研究与应用 摘 要：利用低位抽放巷穿层钻孔抽放改变采空区瓦斯运移路线进行采空区瓦斯治理，减少其向回采工作面上隅角涌出，能够有效的降低回采工作面上隅角及回风流中瓦斯浓度，缓解回采工作面风排瓦斯压力，确保安全生产。下载 关键词：采空区瓦斯治理 研究 应用 我国是一个多煤少油的国家，已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的33.8%，可采量位居世界第二，产量位居世界第一位。河南平宝煤业有限公司位于平顶山东部矿区，由于煤层平均厚度约为6.2m，因此采用分层开采，在回采过程中工作面后方采空区瓦斯涌出量大，容易造成回采工作面上隅角瓦斯超限，危害工作面安全生产。通过低位抽放巷穿层钻孔采空区瓦斯抽放改变采空区瓦斯运移方向和路线，从而使回采工作面处于安全可控状态下的目的，确保采煤工作面回采期间安全生产。 一、低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯设计 根据采煤工作面回采巷道与区域瓦斯治理巷道布置关系，风巷抽放巷与本煤层巷道平距为20m（中心对中心）、垂距为10m，外错布置。因此低位抽放巷大孔径穿层钻孔开孔位置选择在风巷抽放巷下帮，开孔高度距底板1.5m处；钻孔垂直角度为32?埃浇嵌任?埃恢湛孜恢每刂圃诜缦锏装逡陨?.5米处，钻孔长度约为19m。根据矿井抽放系统实际情况，通过抽放负压与抽放管直径等参数来对抽放钻孔间距进行计算，结合回采工作面安全生产实际情况选择低位抽放巷大孔径穿层钻孔间距为40m。 风巷抽放巷大孔径穿层钻孔参数表 结合穿层钻孔的施工工艺，风巷抽放巷大孔径穿层钻孔施工钻机选择ZDY1200S型钻机。施工期间，事先使用直径94mm的小直径钻头，将整个钻孔按照设计参数施工完毕，待小孔径钻孔施工完毕后，改用直径300mm的钻头进行扩孔。在扩孔期间对直径300mm的钻头进行改造，即在钻头前方加装一个定位器，以保证扩孔期间直径300mm的钻头不偏移、不晃动，确保直径300mm钻孔成孔质量。 低位抽放巷大孔径穿层钻孔施工结束后，随着回采工作面的向外推移，提前将低位抽放巷大孔径穿层钻孔与事先敷设好的抽放管路系统进行联网穿层钻孔进行联网，当风巷抽放巷的大孔径穿层钻孔将与回采工作面采空区沟通后立即抽放。 在低位抽放巷大孔径穿层钻孔风巷侧的末端，安装一个90?巴渫罚渫贩较虺蚧夭煞较颍莞貉钩榉趴掌鞫恚榉殴苈犯貉钩南虿煽涨纳畈扛貉钩”煌渫纷璧玻湎虺捎跋焐嫌缃欠较颍垢貉钩艹浞掷茫壹跎俣圆煽涨畈客咚沟挠跋臁? 二、实施效果分析 （一）回采工作面上隅角瓦斯综合治理方式方法分析 （1）传统回采工作面上隅角瓦斯综合治理 使用上隅角封堵墙、导风障相结合的方式进行上隅角瓦斯综合治理，无疑是采用封堵的方式，将采空区与回采工作面隔离开来，防止采空区瓦斯向回采工作面异常涌出，其主体思路为封堵，致使采空区深部仍存在有大量的高浓度瓦斯，同时采空区部分瓦斯通过回采工作面上隅角封堵墙裂隙向回采工作面涌出，加大回采工作面安全生产过程中风排瓦斯压力。使用上隅角抽放的方式虽然可以将回采工作面采空区部分瓦斯通过矿井抽放系统进行抽采，但在利用上隅角抽放时，由于抽放负压影响，使得回采工作面采空区深部的瓦斯朝向回采工作面上隅角运移，并通过回采工作面上隅角封堵墙裂隙向回采工作面涌出，同样加大回采工作面安全生产过程中的风排瓦斯压力。 优点：施工工艺简单、操作方便。 缺点：主题思路为封堵不能彻底解决回采工作面采空区深部瓦斯问题，同时造成回采工作面作业人员劳动强度增加，在移动回采工作面上隅角封堵墙、抽放管时容易造成回采工作面采空区瓦斯异常涌出。 传统回采工作面上隅角瓦斯综合治理瓦斯运移路线示意图 （2）低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯 随着回采工作面的向外推移，当低位抽放巷大孔径穿层钻孔进入回采工作面采空区后，利用在低位抽放巷事先敷设的抽放管路，对回采工作面采空区瓦斯进行抽放。同时对低位抽放巷大孔径穿层钻孔末端进行改造，即在低位抽放巷大孔径穿层钻孔末端加装一个90?巴渫罚渫贩较虺蚧夭晒髅嫔嫌缃欠较颉缘臀怀榉畔锎罂拙洞阕昕啄说母脑欤谋淞俗昕子牖夭晒髅嫔嫌缃嵌蔚耐咚乖艘品较颍垢枚瓮咚乖艘品较蛴稍聪蛏嫌缃欠较蛄鞫诔榉鸥貉沟淖饔孟孪虻臀怀榉畔锎罂拙洞阕昕追较蛄鞫啪嘶夭晒髅嫔嫌缃峭咚褂砍鲆斐约巴咚够畚侍猓繁？缶踩? 优点：改变回采工作面瓦斯运移方向，杜绝了回采工作面上隅角瓦斯涌出异常以及瓦斯积聚。同时瓦斯作为一种清洁能源，抽放瓦斯可减少瓦斯对外排放，大大降低对大气环境的污染，进一步实现了煤气共采同时开辟瓦斯利用新途径，探索瓦斯利用新价值。 缺点：增加了低位抽放巷大孔径穿层钻孔的工程量、抽放管路敷设工程量等。 低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯时瓦斯运移路线示意图 （二）传统回采工作面上隅角瓦斯综合治理与低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯效果比较分析。 为检验低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯实际效果，拟采用其与传统回采工作面上隅角瓦斯综合治理相关参数进行对比，检验该种方式的有效性。通过选取低位抽放巷大孔径穿层钻孔实施前后，回采工作面上隅角、回风流、采空区（上隅角封堵墙内2米处）瓦斯浓度3个方面的参数作为定量比较对象。 三、应用效果及其前景 1利用低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯，其主体思路将原有的封堵变为抽采，改变了回采工作面采空区瓦斯运移方向和路线，减少采空区瓦斯向回采工作面涌出，提高了采煤工作面回采期间的安全系数。 2采用抽放瓦斯可减少瓦斯对外排放，大大降低对大气环境的污染。同时开辟瓦斯利用新途径，探索瓦斯利用新价值。实现了工作面安全、高产高效和提前回采，提高了工资效益，保障了社会稳定。 四、结束语 利用低位抽放巷大孔径穿层钻孔治理采空区瓦斯，极大的提高了回采工作面瓦斯综合治理的效果，确保回采工作面瓦斯处于安全可控状态，充分发挥低位抽放巷的作用，实现了一巷多用，建立了一套完整的回采工作面上隅角瓦斯综合治理模式，保证