高位钻孔法治理综采工作面瓦斯技术.doc

高位钻孔法治理综采工作面瓦斯技术

丁集矿具有“三高一深”的特点〔高瓦斯、高地压、高地温、开采深度深〕，首先开采了11-2煤层，在掘进期间发生了两次煤与瓦斯突出事故。11-2煤层既无保护层开采，综采工作面又不可能在短时间内形成“一面四巷”的瓦斯治理措施。矿井的瓦斯治理和采掘接替受到严重制约，瓦斯治理怎么办？矿井接替怎么办？针对两大难题，集团公司及时对丁集矿的实际情况进行了会诊，提出以创新的思维解决丁集矿的瓦斯治理----用高位钻孔法治理综采工作面瓦斯技术，创造性的落实“打钻是平安生产技术第一要务”的理念实质。在集团公司领导及有关部门的指导下，经过我们近一年的摸索、总结，用高位钻孔法治理综采工作面瓦斯技术日趋成熟、效果明显。

一、高位钻孔法抽采瓦斯概述

工作面瓦斯超限一直是煤矿平安的一大隐患。在采煤工作面回风流瓦斯及上隅角瓦斯中有40%~50%是采空区瓦斯涌出的，容易造成瓦斯超限。根据回采工作面矿山压力规律，煤层随工作面回采，在工作面周围将形成一个采动压力场。采动压力场及其影响范围在垂直方向形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。高位钻孔瓦斯抽采主要是以工作面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道来抽采工作面煤壁及采空区涌出的瓦斯。

二、1262〔1〕首采面根本情况

1262〔1〕工作面为矿井西一采区11-2煤层首采工作面，走向长2150m，面长253m，底板标高-840~-895m，工作面平均煤厚3.2m，煤层倾角0~6°，煤层瓦斯含量5.61~6.65m3/t，平均6.13m3/t，平均采高3.2m。该工作面于07年12月26日生产，方案日产量7273吨，开采期间工作面本煤层瓦斯绝对涌出量45.46m3/min，13-1煤层12.01m3/min〔地面钻井抽采〕。开采以来，工作面瓦斯综合治理措施经历了沿空留巷为主要方法和大直径顶板走向长钻孔为主要方法的两个阶段，工作面平均日产从5000吨增加到10000吨左右。

三、两个阶段工作面瓦斯综合治理情况分析

1、沿空留巷瓦斯治理情况

初采时采煤工作面采用沿空留巷开采，该面绝对瓦斯涌出量34.52m3/min，采用风排和抽采相结合的瓦斯治理措施，配风量3000m3/min，其中风排瓦斯量18m3/min左右，抽采瓦斯量16.52m3/min，工作面日产5000吨，充填墙与架间出现瓦斯积聚，回风瓦斯经常处于临界状态，日平均瓦斯断电影响时间超过5小时以上，经专家论证该方法不宜作为本工作面瓦斯治理的主要措施。

2、大直径顶板走向长钻孔抽采效果

取消沿空留巷后，采用大直径顶板走向长钻孔为主的抽采方法，工作面正常推进时平均日产8000吨，绝对瓦斯涌出量45.46m3/min〔不包括地面钻井抽采12.01m3/min〕，工作面采用“U”型通风，配风量2750m3/min，风排瓦斯量15m3/min，顶板走向长钻孔和巷帮高位钻孔共抽采22.1m3/min，采空区埋管7.5m3/min，顺层钻孔抽采0.86m3/min。抽采率66.1%，回风流瓦斯浓度约0.55%。

四、大直径长钻孔布置及施工

1、顶板走向长钻孔布置

高位钻场布置：在1262〔1〕轨道顺槽中共施工6个高位钻场，距开切眼605m位置布置1#高位钻场，2#高位钻场距1#钻场215m，3#高位钻场距2#钻场300m，4#高位钻场距3#钻场300m，5#高位钻场距4#钻场460m。由于4#钻场与5#钻场间距较大，在回采过程中，考虑到5#高位钻场抽采效果问题，在4#、5#高位钻场之间又施工一个6#高位钻场，6#高位钻场距5#高位钻场370m。目前工作面已推过4#高位钻场60m。

1#、2#、3#、4#高位钻场从轨道顺槽下帮开窝，施工至11-3煤层顶板后施工平巷，钻场断面为3.2m×3.25m，支护形式为架29U型棚。

5#高位钻场从1262〔1〕轨顺联巷与1262〔1〕轨顺交叉点34m处拨门，下平巷长22m,斜巷长45m,26°上山,施工至11-2层顶板17m后变平巷施工20m,钻场断面为5m×8m×3.5m，采用锚网喷支护形式。

1#高位钻场顶板走向长钻孔布置：钻场布置6个钻孔，呈扇形布置，终孔层位距11-2煤层顶板25m，距轨道顺槽水平投影15~40m，设计孔深260~320m，孔径Φ133mm，钻孔压茬距大于30m。

5#高位钻场顶板走向长钻孔布置：钻场布置6个钻孔，呈扇形布置，终孔层位距11-2煤层顶板35m，距轨道顺槽水平投影3~60m，孔底间距6~9m，设计孔深520m，孔径Φ133mm，钻孔压茬距大于60m。

2、施工工艺

施工采用ZDY-10000S钻机及配套钻具，Φ133mm三翼合金钻头，Φ89mm钻杆，钻进过程中采用水力排渣；钻进时采用三翼导向装置，以确保施