摘要：潘三礦13-1煤層為主采煤層，透氣性系數(shù)普遍在0.0011～

0.0012m2/（MPa2·d），屬較難抽放煤層，為提高對原始煤體的抽采效果，在潘三礦17101（3）運順及切眼掩護巷試用鉆孔掏穴增透技術(shù)，采用“兩堵一注”封孔工藝，圍繞“鉆到位、管到底、孔封嚴、水放通”積極開展抽采四化品牌創(chuàng)建工作，實現(xiàn)了95%以上鉆孔單孔高負壓（13～30KPa）抽采下高濃度（20%～90%）長時間（90天～410天）連續(xù)抽采達標。

關(guān)鍵詞：透氣性系數(shù) 抽采效果 掏穴 兩堵一注 噴漿

1 概況

潘三礦17101（3）工作面位于東四采區(qū)，工作面標高-610～-680m，工作面走向長1302m，煤層原始瓦斯壓力3.1Mpa，瓦斯含量9.57m3/t，煤層傾角平均8°，煤層平均厚度4.4m。該面東段450m及切眼段屬于13-1煤突出危險區(qū)，采用底板巷穿層鉆孔條帶預抽區(qū)域瓦斯治理措施掩護運輸順槽及切眼煤巷掘進。

2 掏穴鉆孔增透抽采最大化技術(shù)關(guān)鍵

2.1 頂?shù)装逑锏绹姖{

鑒于鉆孔施工巷道圍巖裂隙不漏氣是孔封嚴的必要條件，為增強巷道圍巖密實性，在鉆孔施工前，對17101（3）運順底板巷全巷道所有圍巖裸露段重新進行了噴漿處理，保證了鉆孔封嚴后不產(chǎn)生圍巖裂隙漏氣。

2.2 鉆孔掏穴增透

掏穴鉆孔設計：穿層鉆孔按照不大于10*5m布置，共布置54組，共設計633個鉆孔，其中542個鉆孔采用掏穴鉆孔施工，控制到巷道兩側(cè)輪廓線外15m范圍內(nèi)的煤體。掏穴鉆孔孔徑為￠110mm變￠260mm。鉆孔傾角10°到60°?？咨顬?2m到104m。采用ZDY-3200S型鉆機、∮63.5/73mm*1000mm小螺旋肋骨鉆桿、∮110mm單翼掏穴鉆頭擴孔（展開后∮260mm）施工。

掏穴鉆孔施工難點在于重新送鉆時間較長，鉆孔必須成型好，而且保直，鉆頭側(cè)翼打開前必須確保在煤段。關(guān)鍵施工工藝：

①先使用∮113mm孔徑鉆頭鉆進，巖段使用濕式鉆進，預計見煤前5m開始采用壓風排渣直到過煤結(jié)束。

②按照設計要求施工過13-1煤，見巖500mm停止鉆進，徹底排盡孔內(nèi)煤巖粉后撤回鉆桿。起鉆過程嚴禁采用水排渣，用水排渣易造成孔內(nèi)煤巖粉堵塞，誘發(fā)噴孔事故。

③更換為掏穴鉆頭擴孔，使用前先在孔外安裝上掏穴鉆頭實驗風壓力狀況，確定是否能正常打開鉆頭側(cè)翼，待確認正常后方可下入孔內(nèi)，觀察鉆機壓力表壓力變化情況。

④送入掏穴鉆頭時不開壓風（水），不旋轉(zhuǎn)。直到送入孔內(nèi)見煤段500mm以上，然后緩慢開啟壓風，鉆桿只旋轉(zhuǎn)不給進，待掏穴鉆頭側(cè)翼完全打開后，進行正常擴孔鉆進。鉆進時要輕壓慢鉆，控制給進壓力，確保鉆孔擴孔段施工質(zhì)量（給進壓力控制在0～6MPa），直到掏穴鉆進至止煤點前500mm停止向前掏穴。

⑤鉆孔掏穴全程帶防噴裝置，并在孔口防噴裝置與負壓管道之間，加入礦用濕式除塵器，利用孔口負壓降塵，實現(xiàn)鉆孔壓風排渣有效除塵。

⑥煤段擴孔施工完畢后，鉆頭不給進，保持旋轉(zhuǎn)兩分鐘以上，孔口出煤量逐漸減少直至不出煤屑為掏穴結(jié)束，然后將孔內(nèi)煤渣排盡，確保孔內(nèi)無虛煤后，先停止旋轉(zhuǎn)，再停止壓風供給，待側(cè)翼鉆頭復位后，方可緩慢撤鉆，實現(xiàn)鉆到位。

2.3 鉆孔“兩堵一注”孔封嚴、全程小直徑套管管到底

所有鉆孔均采用XF2-113型瓦斯抽排封孔器封孔，封孔長度12m，中間采用2ZBD18.5/4型風動注漿泵帶壓注實膨脹水泥。較長鉆孔（超過60m）、無構(gòu)造及煤質(zhì)較硬時封孔器前端下∮50mm花管8m，遇構(gòu)造及煤質(zhì)較軟時全程下∮25mm花管到底，實現(xiàn)孔封嚴、管到底。為防止堵孔，凡單孔濃度下降超過50%時未下套管孔均采取下4分壓風管全孔掃孔，孔內(nèi)正壓吹孔與孔口負壓抽采相結(jié)合，防止噴孔。2.4 抽采管路排水自動化確保水放通

17101（3）底板巷共設計54組，每組12個鉆孔。每組鉆孔采用φ159mm支管與φ325mm主干管連接進行抽采，由于所有鉆孔均為上向鉆孔，單孔均可自動放水到每組支管，因此設計若干組鉆場聯(lián)合安設一路φ50mm管路按5‰坡度布設在支管下方作為放水管路，每組鉆場均與放水管路聯(lián)通，在放水管末端和抽采干管低洼處安設自動放水器實現(xiàn)自動放水。

3 掏穴鉆孔增透抽采效果

3.1 17101（3）運順及切眼掩護巷瓦斯抽采效果總體評價

17101（3）運順底板巷鉆孔施工時間為2011年2月16日到2011年12月1日，為一個評價單元。切眼掩護巷鉆孔施工時間為2011年11月13 到2012年3月2日，為一個評價單元。17101（3）運順底板巷干管抽采濃度最大達67%，單孔抽采時間最長為376天，單孔濃度最高達100%，單孔流量最大達0.13m3/min，現(xiàn)抽采濃度仍達20%，抽采純量2.1m3/min，共抽采410天，累計抽采總量321.6萬m3。切眼掩護巷現(xiàn)抽采濃度達20%，抽采純量0.9m3/min，共抽采93天，抽采總量17萬m3。

3.2 鉆孔掏穴煤量統(tǒng)計

17101（3）運順底板巷共設計鉆孔633個，其中542個鉆孔進行掏穴施工。在掏穴鉆孔施工期間，由礦驗收人員現(xiàn)場統(tǒng)計驗收掏穴煤量。經(jīng)統(tǒng)計最大單孔掏穴煤量1600kg，平均單孔掏穴煤量700kg，每米掏煤量58kg。

3.3 掏穴鉆孔抽采流量、濃度效果

掏穴鉆孔φ260mm比原來φ113mm孔徑每米增加煤體暴露面積0.46m2，增加體積0.044m3，掏穴鉆孔在相同抽采負壓下抽采濃度衰減幅度較小，能維持較長時間（300天以上）高濃抽采，掏穴鉆孔平均濃度為44%，未掏穴鉆孔平均濃度為29%，單孔抽采濃度提高1.5倍。而且掏穴鉆孔隨著煤體的進一步壓縮、破碎變形造成透氣系數(shù)增大，提高了鉆孔抽采影響半徑。

4 結(jié)論

①掏穴鉆孔在二次擴孔過程中，加大了對周圍煤體的擾動，煤體的膨脹變形增大，使卸壓更加充分，透氣性也隨之增大，預抽瓦斯效果得到顯著提高。在17101（3）運順底板巷采用掏穴鉆孔施工，使低透氣性強突煤層在高標準做到“鉆到位、孔封嚴、管到底、水放通”下，實現(xiàn)了長達半年以上時間的高效抽采，充分發(fā)揮了穿層鉆孔底板巷綜合效益最大化。

②在嚴封孔上，充分認識到穿層鉆孔巷道圍巖噴漿堵漏是實現(xiàn)孔封嚴的必要條件，實踐證明，嚴封孔就能實現(xiàn)抽采最大化。

③鉆孔封孔長期堅持“兩堵一注”，封孔必堵兩頭，必中間高壓注膨脹水泥，必驗收、考察抽采效果。不達標必嚴肅問責。

④充分運用抽采信息化手段，為抽采效果統(tǒng)計提供大量詳實基礎資料，便于分析瓦斯抽采過程中的問題與總結(jié)規(guī)律。

⑤堅定鉆孔增透技術(shù)路線，特別是掏穴增透技術(shù)積極運用和規(guī)范操作，最大化抽采瓦斯。下一步工作重點是攻關(guān)強突軟煤層增透防噴和鉆孔防堵技術(shù)，開辟頂?shù)状鱼@孔作為民用氣源的新途徑。

參考文獻：

[1]禹業(yè)挺，余陶，鄧中，肖峻峰.突出煤層穿層鉆孔增透強化抽采瓦斯消突效果研究[J].安徽建筑工業(yè)學院學報（自然科學版），2011（06）.

[2]蔡如法，童校長.穿層鉆孔掏穴增透強化抽采瓦斯技術(shù)研究[J].安徽建筑工業(yè)學院學報（自然科學版），2011（04）.

[3]降文萍.地面煤層氣抽采效果評價指標初探[J].資源與產(chǎn)業(yè)， 2010（05）.

作者簡介：

胡海利（1985-），男，安徽蕭縣人，現(xiàn)任淮南礦業(yè)集團公司潘集第三煤礦通風防突科助理工程師，2007年6月畢業(yè)于安徽理工大學采礦工程專業(yè)，學士學位。