長鉆孔施工技術(shù)治理瓦斯問題的提出

1、 HYPERLINK 長鉆孔施工工技術(shù)及及瓦斯 預(yù)抽抽技術(shù)的的研究與與實施鶴崗礦業(yè)集集團(tuán)有限限責(zé)任公公司鶴礦集團(tuán)目目前有99個生產(chǎn)產(chǎn)礦井，煤煤炭設(shè)計計生產(chǎn)能能力16685萬萬噸，220077年實際際生產(chǎn)原原煤15562萬萬噸。99個生產(chǎn)產(chǎn)礦井中中，有33個煤與與瓦斯突突出礦井井，有22個高瓦瓦斯礦井井，有11個低瓦瓦斯高管管礦井，有有3個低低瓦斯礦礦井。220077年集團(tuán)團(tuán)公司瓦瓦斯絕對對涌出量量3088.277立方米米/分鐘鐘。在220055年是公公司最大大的一年年，達(dá)到到3388.3立立方米/分鐘，單單井最大大絕對瓦瓦斯涌出出量南山山礦為1119.7立方方米/分鐘，采采煤工作作面絕對對涌出

2、量量最大為為48.5立方方米/分分鐘，掘掘進(jìn)工作作面瓦斯斯涌出量量最大為為7立方方米/分分鐘。目前，全公公司共有有45套套瓦斯抽抽采系統(tǒng)統(tǒng)，抽采采能力達(dá)達(dá)到了332711立方米米/分鐘鐘。其中中有5個個礦建地地面固定定抽采系系統(tǒng)6套套，抽采采能力為為8711立方米米/分鐘鐘。除新新嶺礦外外，其它它8個礦礦井有井井下移動動抽采系系統(tǒng)399套，抽抽采能力力達(dá)到224000立方米米/分鐘鐘。20007年年共抽采采瓦斯449000萬立方方米。一、長鉆孔孔抽采技技術(shù)治理理瓦斯問問題的提提出鶴礦集團(tuán)公公司開采采的煤層層，755為厚厚煤層，且且瓦斯含含量高、易易自燃，開開采工藝藝主要以以放頂煤煤為主，所所以

3、開采采時瓦斯斯涌出量量大，非非常容易易造成采采煤工作作面上隅隅角和回回風(fēng)流瓦瓦斯超限限，威脅脅采煤工工作面的的安全生生產(chǎn)。對對這樣的的工作面面，有的的采取了了穿層鉆鉆孔、順順層孔等等預(yù)抽措措施，有有的采取取了上隅隅角埋管管或插管管、仰斜斜鉆孔、走走向高位位孔等邊邊采邊抽抽措施，收收到了一一定的效效果。但由于是老老礦區(qū)，建建井時間間早，原原來的設(shè)設(shè)施老化化及原有有的巷道道布置等等已不適適應(yīng)當(dāng)前前生產(chǎn)的的需要，所所以生產(chǎn)產(chǎn)接續(xù)一一直是很很緊張，新新區(qū)掘送送出來后后就要開開采，預(yù)預(yù)抽煤層層瓦斯的的時間較較少，這這樣就影影響了預(yù)預(yù)抽煤層層瓦斯的的效果，開開采時還還要繼續(xù)續(xù)采取邊邊采邊抽抽等治理理瓦斯措

4、措施。為為了解決決這樣的的問題，對對長鉆孔孔的瓦斯斯抽放技技術(shù)進(jìn)行行了專題題研究。二、長鉆孔孔瓦斯抽抽放研究究內(nèi)容及及研究場場所(一)研究究內(nèi)容由于鶴礦集集團(tuán)公司司高瓦斯斯易自燃燃厚煤層層多，為為了治理理瓦斯，需需要沿煤煤層頂板板掘送專專用排瓦瓦斯尾巷巷，在施施工預(yù)抽抽煤層瓦瓦斯鉆孔孔時還存存在塌孔孔、頂鉆鉆等問題題，造成成鉆孔施施工難度度較大。因因此，對對長鉆孔孔瓦斯抽抽放確定定了以下下的研究究內(nèi)容。（1）厚煤煤層放頂頂煤開采采過程中中，利用用長鉆孔孔替代回回采工作作面的頂頂板瓦斯斯抽放巷巷道，減減少巷道道掘進(jìn)成成本，提提高瓦斯斯抽放的的技術(shù)水水平和抽抽放效果果，保證證工作面面安全回回采。（

5、2）長鉆鉆孔的定定向施工工技術(shù)與與配套技技術(shù)研究究，定向向鉆進(jìn)技技術(shù)和配配套設(shè)施施，鉆孔孔的實際際運行軌軌跡在設(shè)設(shè)計允許許偏差內(nèi)內(nèi)，保證證回采工工作面瓦瓦斯的安安全有效效的抽放放。（3）防止止鉆孔在在回采工工作面超超前壓力力的影響響下鉆孔孔壁出現(xiàn)現(xiàn)崩裂、堵堵孔等技技術(shù)和措措施，保保證瓦斯斯正常抽抽放。研研究防止止卡鉆現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生生，減少少經(jīng)濟(jì)損損失。（4）抽放放長鉆孔孔在回采采工作面面頂板或或本煤層層的層位位與平面面位置布布置參數(shù)數(shù)研究，使使瓦斯抽抽放效率率高，抽抽放阻力力小。鉆鉆孔個數(shù)數(shù)、布置置參數(shù)等等問題進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化化研究，保保證在達(dá)達(dá)到瓦斯斯抽放效效果的前前提下，使使鉆孔個個數(shù)與總總長度最最

6、小。(二)研究究場所由于南山煤煤礦是高高突礦井井，主要要開采115號煤煤層、118號煤煤層，兩兩個煤層層都是高高瓦斯易易自燃厚厚煤層，開開采過程程中瓦斯斯涌出量量大，在在全公司司具有代代表性，所所以把研研究場所所確定在在南山礦礦的盆底底區(qū)155號煤層層南一段段、北二二段。南山礦及采采區(qū)概況況：南山山礦為突突出礦井井，20007年年瓦斯絕絕對涌出出量1000.447立方方米/分分鐘，相相對瓦斯斯涌出量量15.27立立方米/噸。220066年核定定礦井生生產(chǎn)能力力3200萬噸/年，通通風(fēng)能力力3522萬噸/年，通通風(fēng)采用用多翼對對抽出式式通風(fēng)，33處主要要通風(fēng)機(jī)機(jī)供風(fēng)，礦礦井風(fēng)量量233350立立

7、方米/分鐘。主采煤層115號煤煤層瓦斯斯含量111.22立方米米/噸，煤煤厚100米左右右；188號煤層層瓦斯含含量122.2立立方米/噸，煤煤厚122米左右右。煤層層透氣性性系數(shù)00.766611.5558毫達(dá)達(dá)西。119833年7月月18日日在二水水平m機(jī)機(jī)道揭118號煤煤層時發(fā)發(fā)生煤與與瓦斯突突出，突突出煤量量6277噸，瓦瓦斯量1118000立方方米。盆底區(qū)南翼翼一段位位于盆底底區(qū)南部部，區(qū)段段走向7780米米，傾斜斜長1550米，煤煤炭儲量量1300萬噸。該該區(qū)段115號層層和188號層均均為突出出危險煤煤層。三、長鉆孔孔抽放和和穿層孔孔抽放的的實施為了有效提提高瓦斯斯預(yù)抽效效果，實

8、實現(xiàn)消除除突出危危險和有有效治理理瓦斯的的目的，提提出了采采用底板板巖石巷巷施工穿穿層短鉆鉆孔抽放放方式和和穿層長長鉆孔本本煤層抽抽放方式式相結(jié)合合的立體體抽放技技術(shù)。（1）穿層層鉆孔預(yù)預(yù)抽防突突技術(shù)。在在該區(qū)段段15號號層底板板巖石巷巷布置鉆鉆場，在在鉆場內(nèi)內(nèi)向155號層布布置穿層層鉆孔。鉆鉆場間距距一般為為50米米，每個個鉆場115440個鉆鉆孔，鉆鉆孔布置置為上下下兩排，終孔位于煤層頂板，間距15米，鉆孔直徑75毫米。鉆孔布置原則要使鉆孔均勻控制該區(qū)段煤層。在該區(qū)段共共布置220個抽抽放鉆場場，4995個抽抽放鉆孔孔，鉆場場位置及及鉆孔參參數(shù)見圖圖1。鉆鉆孔抽放放濃度平平均為770，單單

9、孔瓦斯斯抽放純純量為00.000900.0112立方方米/分分鐘，截截止到開開采前220077年7月月4日共共抽放瓦瓦斯3555.11萬立方方米，瓦瓦斯預(yù)抽抽率為337。圖1 南南翼155號層一一分段外外延面短短鉆孔鉆鉆場布置置圖（2）長鉆鉆孔預(yù)抽抽防突技技術(shù)。為為了有效效提高瓦瓦斯預(yù)抽抽效果，實實現(xiàn)消除除突出危危險和有有效治理理瓦斯的的目的，在在試驗區(qū)區(qū)段設(shè)置置2個長長鉆孔鉆鉆場進(jìn)行行瓦斯抽抽放，分分別為南南一段鉆鉆場、北北二段入入風(fēng)反上上鉆場，具具體布置置見圖22。使用用ZY-3000型全液液壓鉆機(jī)機(jī)鉆孔，開開孔直徑徑1088（1113）毫毫米，終終孔直徑徑94毫毫米。圖2 南南翼155號

10、層一一分段外外延面、北北二段入入風(fēng)反上上3000鉆鉆場場布置圖圖北二段入風(fēng)風(fēng)反上鉆鉆場的鉆鉆孔布置置方法：在標(biāo)高高-1955米的盆盆底區(qū)二二分段的的入風(fēng)反反上，二二分段采采面對角角線為中中心呈扇扇型朝二二分段采采面打長長鉆孔，鉆鉆孔沒計計角度33155?？咨钌?2003000米，孔孔徑94毫毫米,孔孔數(shù)188個，孔孔口之間間的距離離350毫毫米，兩兩孔之間間水平夾夾角6.5，沿煤煤層走向向布孔，該該孔盡可可能與煤煤層的夾夾角小，以以保證鉆鉆孔煤的的長度最最大。北二段入風(fēng)風(fēng)反上鉆鉆場布置置鉆孔228個，單單孔最大大瓦斯流流量0.15立立方米/分鐘，抽抽放時間間為20005年年10月月8日至至20006年112月110日，共共計抽放放瓦斯995.88萬立方方米。鉆鉆孔抽放放參數(shù)表表1。四、結(jié)論(1)每個個鉆場的的預(yù)抽時時間在119個月月內(nèi)較好好，最佳佳抽放時時間在110個月月內(nèi)，抽抽放時間間過長，總總體抽放放量下降降。(2)鉆孔孔垂直角角度以上上向8155度為最最佳。(3)經(jīng)過過認(rèn)真準(zhǔn)準(zhǔn)備和科科學(xué)施工工，普通通鉆機(jī)在在一定條條件下可可以鉆出出近3000米的的長鉆孔孔，為本本