煤矿顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的应用.pdf

总第2 1 1 期2023年第8 期技术应用煤矿顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的应用（山西省华阳集团七元煤业有限责任公司，山西晋中0 4540 0）摘要：瓦斯治理是煤矿开采的重要环节，钻孔预抽是常见的瓦斯治理技术。重点分析了顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的应用价值，以某矿井为例，从预抽区段钻孔巷道施工、抽采钻孔与施工抽采方面总结了顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的实践路径，以期为煤矿顺层钻孔预抽区段瓦斯区域防突提供参考思路。关键词：顺层钻孔；瓦斯区域；应用价值；防突措施；实践路径中图分类号：TD713文献标识码：A0引言为了确保煤矿开采的安全性，需要通过瓦斯治理技术将煤矿中的瓦斯压力降到0.7 4MPa以下，将瓦斯含量降到8 m/t以下。顺层钻孔预抽属于钻孔预抽技术中的一种,具有施工成本较低、钻孔限制较少、打钻便捷、瓦斯治理效果好等应用优势，为了确保钻孔预抽效果,开采团队需要采取防突措施。1顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的应用价值在煤炭资源日渐减少、煤炭消费需求不断增多的形势下,煤矿开采强度及瓦斯突出风险随之增加。据不完全统计，在2 0 0 0 一2 0 1 2 年间，瓦斯突出事故在重大煤矿安全事故中的占比约为7 3.8 6%，瓦斯突出事故伤亡人数在总事故伤亡人数中的占比约为7 0.7 6%。近年来，社会各界对煤矿开采安全的重视程度不断提高，瓦斯突出事故发生率大幅度降低，但是依然没有得到完全有效控制。顺层钻孔预抽作为重要的瓦斯治理技术,在煤矿开采中具有显著应用价值，一方面能够通过钻孔使周围煤层出现裂缝或破碎,从而实现卸压；另一方面能够降低煤层中的瓦斯压力,适合应用在单一性、低透性煤层防突工作中2 。采用顺层钻孔预抽技术能够提高防突工作完成质量和效率，切实降低瓦斯突出事故发生率，在确保煤矿开采作业顺利安全进行的同时，避免安全事故和安全隐患导致的人员伤亡问题。2顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的实践路径2.1矿井概况本次分析的矿井位于井田中部偏北位置，拥有总长度为5.5km的铁路运输专线，并且周边的铁路站较多,交通条件十分便利。矿井位于山区，北邻山坡。16号煤层上段为反向坡姿态，下段为沟谷姿态。煤层走向为7 0 9 1，倾向为1 6 0 1 8 0，煤层厚度为 1.7 1 4.2 1 m。收稿日期：2 0 2 2-0 8-0 2作者简介：穆俊来（1 9 8 4一），男，地质助理工程师，主要研究方向为防治煤与瓦斯突出。山西冶金ShanxiMetallurgy穆俊来矿井瓦斯基本参数：瓦斯含量为0.8 1 1 1.2 8 m/t；钻孔瓦斯百米涌出速度为0.1 3 1 1.2 4L/（m in m);瓦斯压力为0.1 1 1.7 7 MPa。2.2预抽区段钻孔巷道施工2.2.1确定支护参数结合矿井煤层实际情况，针对原始应力挖掘区域，选择应用长钻孔施工本层钻孔防突措施。专门挖掘顺层抽采钻孔巷道，在挖掘过程中,以长度为2.5m的锚杆为顶锚杆，以长度为1.8 m的锚杆为帮锚杆，每排共布置1 1 根锚杆，锚杆排间距为0.8m。应用长度为8 m的锚索，锚索排间距为1.6 m。以撞楔为临时支护结构，通过轨道钢截割撞楔，截割长度视棚子间距而定，撞楔排间距为0.2 m。通过8号铁丝将打好的撞楔固定在棚子上。进行锚网支护时，每完成一次循环截割，便进行敲帮找顶。当循环截割长度达到1.6 m时，拆除上一循环过程中第1 排中间的5个顶锚杆锚盘，在空缺位置处放置钢筋网，安装锚盘，用螺丝固定好；以往前0.8m位置处的5根锚杆为顶锚杆，以再往前0.6 m位置处的4根锚杆为临时支护，锚杆间距为0.8 m。当循环截割长度达到0.8 m时,拆除上一循环过程中第1排中间的5个顶锚杆锚盘，在空缺位置处放置钢筋网,安装锚盘,用螺丝固定好；以往前0.6 m位置处的4棵锚杆为临时支护，锚杆间距为0.8 m。2.2.2运运用施工工艺2.2.2.1临时支护锚网临时支护流程：综掘机截割一敲帮找顶一放置钢筋网一敲帮找顶一放置钢筋网一设置4根锚杆一设置第二层4根锚杆一护壁支护。架棚临时支护流程：综掘机截割一敲帮找顶一打上撞楔一固定撞楔一用刹杆背紧松撞楔3 。2.2.2.2护壁支护护壁支护流程为：敲帮找顶一临时支护一设置4根锚杆及扇形钢筋网为护壁支护。Total 211No.8,2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.08.080文章编号：1 6 7 2-1 1 52(2 0 2 3)0 8-0 2 0 2-0 22023年第8 期穆俊来：煤矿顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的应用2032.2.2.3永久支护锚网永久支护工艺：按照巷道施工图纸设置锚杆,将锚杆排间距控制在0.1m之内,锚杆露出螺母0.1m，锚杆与巷道轮廓线保持切线垂直，角度超过75。每天安排专业人员拧一遍锚杆螺母 。锚索永久支护工艺：确保锚索长度与眼孔深度保持一致，通过锚固剂逐步将锚索送入眼底，通过锚杆机向上推进锚索。在锚索外露长度达到0.2 5m后停止继续推进，对锚固剂进行3 0 s搅拌，放置5min，确定锚固剂充分凝固后，撤出锚杆机。2.3抽采钻孔与施工抽采煤矿开采工作面的倾斜方向长度为14 1m，顺层钻孔需要持续到回风巷上帮轮廓线15m位置处，因此按照8 m的间距在运输巷下帮设置1个顺层钻孔，孔深为16 0 m，角度为17，具体布置如图1所示。回风巷图1顺层钻孔布置图选择ZYW-L4000型钻机，该钻机具有安全性良好、动力头扭矩大、移位方便、钻进效率高、钻进行程长、具备快速推进功能、结构紧凑、履带行走、全液压控制等应用特征。在进行顺层钻孔前，确保巷道条件满足钻机施工需求，即巷道尺寸合适，上帮设有分流器、抽采管。应用囊袋注浆封孔技术，将囊袋放到既定位置，使用注浆泵注浆,注浆材料为高水材料或快速膨胀剂。按照单孔单抽形式完成顺层钻孔连抽，直接连人分流器，尽量缩短连接管，确保连接管拐弯位置处平缓,从而减少流量损失。抽采负压为15kPa,巷道应用抽采管路连接位置处均设置0.0 0 8 m厚的胶垫作为衬垫，分支管设置0.0 0 5m厚的胶垫，用全扣螺丝进行紧固,软连接位置和硬连接位置用尺寸相同的喉箍进行固定。为避免漏气，在巷道出口处安装瓦斯计量设备，设置观测孔，在地势低洼处安装全负压自动放水器在巷道上帮位置处设置抽采主管路，抽采管与帮底距离为0.5m,通过砖墩进行固定。在巷道下帮位置处设置抽采支管，抽采管与帮底距离为0.5m,通过锚杆进行固定，抽采管间距均保持一致。巷道内除了抽采管，还需要设置排水管、进水管、排风管等管道，通过钢丝绳或油绳及锚杆稳固此管道。通过铁板隔离抽采管与其他管道。通过埋丝管连接主管路与分流器，接口位置处通过喉箍进行固定，在主管路与分流器位置处设置观测孔。分流器安装高度为0.5m，在分流器下方位置处安装手动放水器，进行放水操作时，需要关闭分流器连接位置处的阀门，随后打开阀门放水，对螺丝进行卸压处理。通过埋丝管连接抽采管与顺层钻孔，接口位16号煤层168m置处通过喉箍进行固定。3结语顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施具有运输巷显著应用价值，开采团队可以按照确定支护参数、运用施工工艺的流程完成预抽区段钻孔巷道施工，随后开展抽采钻孔与施工抽采，从而顺利完成顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突作业。本次的施工设计和施工作业能够为相似矿井开采工程的进行提供指导意见。参考文献1陈小强.顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施在煤矿中的应用 J.石化技术,2 0 2 0,2 7(5)：2 4 5-2 4 6.2许朝进.顺层钻孔递进式预抽区段煤层瓦斯技术在林华煤矿的应用 J.内蒙古煤炭经济，2 0 19(7)：8 9.3旷永华，蒋中承，邵林金，顺层长钻孔预抽煤层瓦斯区域防突技术在火烧铺煤矿的应用 J.矿业安全与环保，2 0 19,4 6（1)：7 4-7 7.4刘志明，宋武，顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施在高山煤矿的应用 J.内蒙古煤炭经济，2 0 17(2 1)：150-151.（编辑：武倩倩）Application of Regional Gas Outburst Prevention Measures in the Pre-extraction Section ofCoal Seam DrillingMu Junlai(Shanxi Huayang Group Qiyuan Coal Industry Co.,Ltd.,Jinzhong Shanxi 045400,China)Abstract:Gas control is an important link in coal mining,and driling pre drainage is a common gas control technology.The applicationvalue of outburst prevention measures in the coal seam gas area of the pre extraction section of the bedding drilling was analyzed in detail.Taking a mine as an example,the practical path of outburst prevention measures in the coal seam gas area of the pre extraction section of thebedding drilling was summarized from the aspects of tunnel construction,extraction drilling,and construction extraction,in order to providereference ideas for outburst prevention in the coal seam gas area of the pre-extraction section of the bedding drilling.Key words:bedding drillingi gas area;application value;anti outburst measuresi practical path