高位钻孔瓦斯抽放技术的研究与实践解析.doc

.冲击地压与安全综采工作面顶板高位钻孔瓦斯抽放技术的研究与实践张法权（徐矿集团夹河煤矿摘要江苏徐州）文章介绍了夹河煤矿在综采工作面顶板高位钻孔抽放技术的研究与实践，提出了高位钻孔参数的确定方法，对高位钻孔的抽放进行了优化。保证了综采工作面的安全高效回采。关键词高位钻孔瓦斯抽放问题的提出夹河煤矿工作面位于一西一小湖系采区，该工作面上限标高为一，下限标高为一，煤层平均厚度，工作面走向长，倾斜长。工作面为形通风方式。工作面煤层瓦斯含量，工作面虽然在回采前进行顺层平行钻孔预抽工作面瓦斯、回采过程中实施了“随打即抽”工艺，一定程度的降低了工作面回采时瓦斯涌出量，但由于邻近层煤（与煤间距）瓦斯涌入，造成在回采过程中绝对瓦斯涌出量较大，加上老塘积聚的瓦斯随老塘漏风汇入回风流，工作量风量增加到时，回风隅角瓦斯高达，回风流瓦斯在左右，经常造成超限。为解决上述问题，在工作面开展了综采工作面顶板高位钻孔抽放技术的研究。高位抽采钻孔参数确定提高高位抽采效果的关键是将抽采钻孔布置在采空区顶板裂隙带积聚的高浓度瓦斯区域内，达到高位抽采钻孔参数优化的目的。采空区顶板冒落带、裂隙带高度理论确定夹河煤矿煤直接顶板岩性为灰白色中细粒石英、长石砂岩；煤直接顶板主要为灰灰白色中细粒砂岩或互层。可以看出、煤上覆岩层岩性为坚硬覆岩。（）冒落带计算（）裂隙带高度计算。揣土一云罢揣（）。器士一；芰（）工作面高位抽采钻孔终孔位置的确定高位钻孔抽采瓦斯浓度曲线基本形态为抛物线型，即开始抽采时浓度和流量小，这是因为高位钻孔周围煤（岩）层还没有卸压，邻近层瓦斯还没有解吸；随着工作面的逐步推进，高煤炭开采新理论与新技术位钻孔周围煤（岩）层充分卸压抽采浓度逐步增大到最高浓度；而后经过一段稳定抽采后开始下降，这是由于高位钻孔逐渐进入到冒落带而抽人空气及邻近层卸压瓦斯源减少所致。因此根据抽采过程中的始抽段、高浓度段和衰减段。来分析确定冒落带高度，从而为钻孔参数优化提供依据。表为夹河煤矿工作面第六高位钻场号钻孑的瓦斯抽采浓度情况。表距顶板距离抽采浓度。抽采浓度与钻孔距顶板距离的关系，】距顶板距离抽采浓度距顶板距离抽采浓度从以上数据可以看出，夹河煤矿煤工作面的钻孑距顶板时开始瓦斯抽采浓度急速上升，距顶板时，瓦斯抽采浓度达到最高。然后抽采浓度开始下降但总体钻孔距顶板距离之间为抽采高效区。冒落带高度与理论计算基本符合，钻孔的终孔位置应该布置在裂隙带的下方，即距煤层顶板左右的范围为宜。高位钻孔参数（）钻孔终孑点距煤层顶板的垂直高度；（）钻孔终孔控制工作面回风巷以下的最佳倾斜距离（）每个钻场内的抽采孔数个；（）钻场的间距（）钻：径；（）钻孑长度（）封孑长度（）孔口负压；。工作面高位抽采效果工作面未进行高位钻孑瓦斯抽采，风流中的瓦斯浓度最高达，回风隅角瓦斯浓度最高达，进行高位钻孔抽采后，风流中的瓦斯浓度降到以下，如图所示。高位钻孔抽放的优化工作面号高位钻场基本规格如下，宽度，深度，破顶高度，每个钻场布置个钻孔，抽采钻孔深度，钻场间距。此钻场及钻孔布置方式。钻孔距离短，钻孔终端与开孑端高差大，造成高位抽采效果差异大，抽采高效区只有整个钻孔长度的，能抽出高浓度瓦斯的钻孑长度较短，平均抽采浓度只有一。在终孑距顶板的距离、钻孔控制回风巷以下的最佳倾斜距离不变的情况下，钻孑孔深冲击地压与安全芝魁袋人人一、一一一摄瞎比较天数图作面实施高位抽采前后的瓦斯浓度变化曲线越深，钻孔水平投影线与巷道的夹角、钻孔仰角越小。高效抽采区长就越长，抽采浓度就高。顶板走向岩石长钻孔布置为提高高效抽采区长度和抽采浓度改变钻场的设计。将钻场由平巷改为向顶板方向倾角为。的斜巷将钻场布置在顶板中，要求破顶高度达到，每个钻场布置排钻孔。共布置个钻孔（图）钻孔长度。终孔距煤层顶板高度为，沿作面倾斜方向扇形布置。图工作面顶板走向岩石长钻孑布置示意网号钻孔开孔位置位于钻机窝前端顶板向下；号钻孑距钻机窝里帮处开孔，号钻孔开孔位置相距，号钻孔开孑位置位于号钻孔向下，号距钻机窝里帮处开孑，号钻孔开孔位置相距，号、钻孔各成水平布置。钻孔末端距煤层顶板垂直距离控制在范围内，各高位钻孔参数如表所示。表钻钻孔孔编号（）工作面顶板走向岩石长钻孔参数钻孔钻孔长度开孔直径钻孔直径钻孔末端距钻场水平距离钻孔口距钻场顶板距离钻孔口钻孔末端距煤层顶板高度钻孔与材料到水平夹角（。）钻孔末端距第一钻孔水平距离距钻场里帮距离仰角煤炭开采新理论与新技术续表钻孔编号钻孔仰角（）钻孔钻孔长度开孔直径钻孔直径钻孔末端距钻场水平距离钻孔口距钻场顶板距离钻孔口距钻场里帮距离。钻孔末端距煤层顶板高度钻孔与材料到水平夹角（。）钻孔末端距第一钻孔水平距离效果分析钻孔角度近似水平（。），各钻孔末端与煤层顶板的距离均在一内，钻孔全长处在抽采的高效区以内，抽采效果明显提高，见图。抽放浓度与距钻孔终孔距离的关系鬟倒艇衽罩、。一，、一。距离人“图顶板走向长钻孔瓦斯搞采曲线（）抽采浓度由平均增加为，钻孔全长平均抽采浓度达到了，有以上的抽采段抽采浓度在以上，有以上的抽采段的抽采浓度在以上。（）工作面风量由降至。（）工作面消除因瓦斯超限而限制割煤速度现象，推进速度得到提高，每天产量提高减为，同时，回风流瓦斯浓度由，产生了较大的经济效益。（）由于钻孔长度达到了，钻场间距可以达到一，而原来钻场间距只有左右，大大减少了钻场的施工量。需要注意的问题为了尽量提高高位抽放效果，在布置高位抽放钻场、施工抽放钻孔时，要综合考虑以下几个方面的问题：冲击地压与安全（）在工作厩材料道施工高位钻场期间，如果材料道出现拐弯时，钻场应施工在材料道拐弯区段，钻场施工在拐弯区段，才能有效控制钻孔终孔位在上隅角的距离，防止离材料道过近时出现漏气，离材料道过远时，终孔距离离煤层顶板过大。顶板冒落不充分，起不到好的抽放效果。）材料道出现高低坡度时，应在材料道起坡点施工钻场，钻孔范围内尽量避免大的坡度变化，这样才能控制抽放钻孔基本处在工作面顶板同一层位，保证较好的抽放效果。（）施高位钻孔时间，应根据工作面的推进速度而施工，不宜过早。如果提前施，易出现压塌孔现象，影响抽放效果。（）高位钻孔的长度根据作面顶板的坚硬度、推进度等因素综