采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施

1、采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施 一、采面预抽煤层瓦斯的目的和意义 根据瓦斯综合治理工作体系，为提高抽采率，降低瓦斯含量，消除采面空白带达到消突目的，切实实现“不采突出面”，从根本上保证矿井的安全生产，特对该采面区域瓦斯治理方案进行设计。 二、平禹四矿二1煤层赋存情况 根据四矿安全生产的工作安排和集团公司瓦斯区域治理工作部署，对井田范围内的煤层赋存状况进行了统计摸底分析。由于我矿现只开采二1煤层，根据原生产过程中实际揭露的情况及有关的钻孔资料，我们对二1煤层进行了分析研究，详细了解了其分布规律，分布范围、面积、煤层厚度变化等基本情况，现叙述如下： 从四矿的钻孔资料及实际揭露情况来看，四矿二

2、1煤层煤层厚度变化不一，赋存不稳定。 三、12190采面基本情况 12190采面位于采区下山东翼，北邻11090采面、11100采面防水煤柱，南靠12210采面(未掘)，东接采区断层上盘断煤交线，西靠下采区轨道下山保护煤柱，采面标高-314.20m-364.121m，对应地面标高240.8m259m。该采面开采二1煤层，从风、机巷揭露的情况来看，该采面煤层赋存不稳定，自西向东煤层厚度逐渐增厚，厚度1.87.3m，从倾向上看，煤层厚度自北往南逐渐增厚，厚度1.2m3.5，东部煤层厚度在3.5m6.5m之间，平均厚度4m。 该采面设计长度走向长度980米，可采走向长720m，采长170米，可采储量

3、52万吨。目前机巷已施工至设计位置，全长978米，切眼剩余工程量170米。 四、区域措施设计方案 1、预抽条带煤层瓦斯设计方案 12190切眼高抽巷设计外错12190切眼平距20米布置，位于煤层顶板以上垂距10m的大占砂岩中。高抽巷设计长度170m，施工完毕后，在高抽巷内稳放钻机打设穿层钻孔，利用穿层钻孔预抽切眼煤巷瓦斯。高抽巷设计断面形状为半圆拱形，净断面积8.3m2;巷道净宽3.0m，墙高1.4米，拱高1.5米，支护形式为锚杆、锚网支护。 高抽巷施工过程中采取物探和钻探相结全，编制探测煤层层位和掘进头前方地质构造情况的防误揭煤措施，同时地测科根据探测情况绘制出高抽巷距煤层的预想剖面图，以便

4、及时掌握层位，合理调整穿层钻孔角度。 利用高抽巷向煤巷施工位置打穿层钻孔，并利用水力压裂技术对煤层进行水力压裂，增加煤层的透气性性系数，提高穿层孔抽放效果，对施工过的钻孔及时联网抽放，做到提前预抽瓦斯，保证高抽巷超前煤巷100m，从而达到消突目的后再施工煤巷。 2、穿层层钻孔预抽条带煤层瓦斯技术设计方案 根据煤矿瓦斯抽放规范第八章第六节第四条规定，预抽煤层瓦斯的钻孔量当采用穿层孔抽放时，钻孔见煤点的间距可参照：容易抽放煤层1520米，可以抽放煤层1015米，较难抽放煤层810米。我矿的二1煤层透气性差，介于0.0292 m2/(MPa2.d)0.0956 m2/(MPa2.d)之间，属较难抽放

5、煤层，钻孔见煤点的间距应控制在8米以下，同时，根据我矿的实际情况，为切实起到抽放效果，结合抽放半径(1米)，并参照目前平煤十矿、十三矿水力压裂效果，12190切眼高抽巷穿层抽放钻孔的见煤间距确定为4米。高抽巷在打设穿层钻孔之前先期进行水力压裂，增加抽放半径，提高煤层透气性，可有效提高抽放效果。 (1)在12190且眼高抽巷内西帮距巷道底板1.3米以下布置钻孔，沿巷道掘进方向每间隔4米布置一组，每组布置7个，钻孔与高抽巷掘进方向垂直，落底位置控制切眼煤巷左右帮各15m，总控制宽度范围为34米， (切眼设计净宽4.0米)。7个钻孔的俯角及长度、见煤点、穿煤层长度根据不同的落底位置具体计算设计，详见

6、穿层钻孔设计剖面图。钻孔见煤后，穿透全煤层并进入煤层底板0.3米。 (2)穿层抽放钻成交错布置，不得打穿、打重，否则视为无效; (3)抽放 钻孔施工完毕后进行联网抽放，必须打一个联一个，坚持抽放的连续性; 钻孔布置及设计见附表 3、12190切眼高抽巷水力压裂措施 为了增加煤层的透气性，增加煤层瓦斯抽放效果，对高抽巷内没有施工穿层钻孔的区域先实施穿层孔进行水力压裂，之后再按原设计施工穿层钻孔，并对穿层钻孔进行联网抽放，从而提高防突效果。 (1)压裂钻孔布置方式 12190切眼高抽巷设计施工170m，因考虑12190机巷突出点孔洞， 1号孔距高抽巷下口132m，2号孔距高抽巷上口8m，共设计施工

7、2个穿层压裂孔。详见钻孔布置图。 钻孔位置在12190切眼高抽巷西帮，中腰线以下施工钻孔，垂直于巷道上帮，距巷道地板0.4m处，俯角270，采用50mm的钻杆，配89mm的钻头，钻过煤层，进入底板0.3m。 (2)钻孔孔深 压裂对象为12190切眼煤层段压裂，钻孔进入煤层段7.0m、进入岩石段18.6m，压裂孔孔深共计25.9m。压裂钻孔落底位置位于12190风巷煤巷施工轮廓线以内。(见下图) (3)压裂孔封孔深度 本次试验选择封孔深度为18.6m，要求压裂管进入煤层1m，从煤岩交界面开始封孔，岩封孔段长度为全岩孔段，采用水泥砂浆封孔。 (4)注水泵、管路的选型 选用额定压力为20Mpa、额定

8、流量为80L的PRB5A-80/20型煤矿用乳化液泵。为便于操作和控制，注水泵安装有压力表、水表及卸压阀门等附件，水箱容积2m3。压力表采用YHY60(B)矿用本安型数字压力计。     (5)压裂泵的设定位置 压裂泵放置在12190切眼高抽巷下口外100m处，确定巷道无积水、支护形式良好，便于人员操作。 (6)压裂参数 采用动压注水，从开始注水到水力压裂措施结束大约需要4个小时左右。起始压力初步设定为10MPa，每5min升压2 Mpa，泵压达到20 Mpa左右，稳定一段时间后，压力迅速下降，并持续加压时压力无明显上升，瓦斯浓度明显升，此时即可停泵，关闭卸压阀，压裂程序结

9、束。 压裂措施实施过程中，由防突科技术员连续记录注水压力和流量，根据现场实际情况，报与井下总指挥经地面总会批准后可适时调整压裂参数。 压裂措施实施过程中，由防突科技术员连续记录注水压力和流量，根据现场实际情况，报与井下总指挥经地面总工批准后可适时调整压裂参数。 五、区域瓦斯治理措施防突效果检验 按照防治煤与瓦斯突出规定第三章第四节第五十五条规定，对穿层孔预抽区段煤层瓦斯防突措施进行效果检验时，在煤巷条带每间隔30-50m至少布置1个检验测试点，根据我矿实际，在12190切眼高抽巷每50m布置一个检验测试点钻孔，测试钻孔的残存瓦斯压力。测试钻孔具体布孔要求：测试钻孔成三花眼形式排列，1号孔落底于

10、煤巷掘进工作面中心，2号孔落底于煤巷轮廓线上帮13m处，3号孔落底于煤巷廓线下帮13m处，测试钻孔间距50m，交错式布置，全方位测试。 当测定的残存煤层瓦斯含量小于0.74MPa时，说明该措施有效，否侧认为该措施无效，或前后100m范围内加密钻场按设计要求施工穿层孔并进行联网抽放，直至消除突出危险。详见12190切眼高抽巷测压钻孔示意图 测压钻孔布置平面图   五、穿层孔打钻安全技术措施 (一)、供电及机电设备管理安全技术措施 1、钻机入井前必须经过防爆检查，确保钻机和配套电器设备完好无失爆。 2、钻机接电应经机电科同意，并同施工单位联系后，方可进行接电。 3、严格接线工艺、接头及裸露长度应符合规程规定，杜绝出现“鸡爪子、羊尾巴、明接头”等失爆现象。 4、电缆吊挂整齐，并使用电缆钩，开关等电气设备要上架。 5、井下作业时，