楊貴華 鄭柏平

（1.貴州天倫礦業(yè)投資控股有限公司 貴州六盤水 553000 2.貴州天倫礦業(yè)投資控股有限公司吉源煤礦 貴州六盤水 553000）

0 引言

吉源煤礦是貴州地區(qū)的典型煤與瓦斯突出礦井，屬于近距離煤層群開采，具有瓦斯含量高、壓力大，煤層薄、松軟破碎、穩(wěn)定性和透氣性差等特點(diǎn)。為解決瓦斯治理問題，根據(jù)國家、省、市等法律法規(guī)、規(guī)章制度，結(jié)合吉源煤礦實(shí)際情況，特提出松軟突出煤層“一長兩短三驗(yàn)證”瓦斯治理模式，為礦井瓦斯治理攻堅(jiān)及采掘工作面消突奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為礦井安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

1 礦井概況

貴州天倫礦業(yè)投資控股有限公司吉源煤礦礦區(qū)位于阿戛井田東段（格目底向斜南東端仰起處），總體為一單斜構(gòu)造。地層產(chǎn)狀：傾向290°～330°，傾角6°～50°，傾角變化大，礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，由一系列北東向傾沒的緊密不對稱褶皺（21個）與地層走向斜交（或一致）的北東向平移逆斷層組（36條）構(gòu)成，剖面上呈疊瓦狀，平面上呈“入”字形的構(gòu)造形態(tài)。

吉源煤礦含煤地層為上二疊統(tǒng)宣威組，為一近海含煤沉積，煤系厚437～481m，東薄西厚，可采和局部可采煤層共26層，總厚28.94m。礦井主要開采21煤、24煤、26煤，各煤層均為突出危險煤層，層間距10～20m，無頂?shù)装逋咚钩椴上锊贾脤游唬瑹o法施工穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯；加上煤層堅(jiān)固性系數(shù)約0.5，煤層頂?shù)装鍘r性主要為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖；鉆孔施工容易塌孔，成孔率較低，嚴(yán)重影響瓦斯抽采效果。

2 瓦斯治理模式建立

根據(jù)貴州省相關(guān)文件要求，在掘進(jìn)工作面執(zhí)行順層長鉆孔預(yù)抽煤巷掘進(jìn)條帶煤層瓦斯的區(qū)域防突措施，需要施工大量順層長鉆孔（鉆孔控制長度不小于120m）。由于順層鉆孔施工過程中鉆機(jī)機(jī)具固定不牢靠、鉆桿自重產(chǎn)生的彎曲變形等致使順層鉆孔在垂直方向上發(fā)生向上偏移，鉆孔發(fā)生偏移后，由于鉆孔抽采的影響半徑有限，導(dǎo)致抽采影響的范圍變小，不能達(dá)到滿意的抽采效果[1]；加上鉆桿自重、孔壁間隙、煤巖層賦存變化及煤層的軟硬變化等導(dǎo)致鉆孔軌跡在縱向、橫向上均發(fā)生偏移，通過揭露的鉆孔軌跡可知，鉆孔長度越長，偏移的程度越大，試驗(yàn)可知施工100m順層鉆孔，在終孔位置，鉆孔平均偏移量為9.0m[2]；吉源煤礦為了杜絕順層長鉆孔偏移或煤巖層起伏變化導(dǎo)致瓦斯抽采空白區(qū)的存在，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)與總結(jié)，得出了復(fù)雜地質(zhì)條件突出煤層“一長兩短三驗(yàn)證”瓦斯治理模式（一長：順層長鉆孔控制長度120m；兩短：施工兩次抽采鉆孔，每次控制長度60m；三驗(yàn)證：在順層長鉆孔控制范圍內(nèi)分三次進(jìn)行區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)，每次60m，如圖1所示。

3 應(yīng)用結(jié)果與分析

由于吉源煤礦地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，剖面上呈疊瓦狀，平面上呈“入”字形的構(gòu)造形態(tài)。煤層賦存受地質(zhì)構(gòu)造的影響，煤層頂?shù)装迤鸱兓^大，順層鉆孔施工過程中均不同程度的出現(xiàn)煤巖相間的情況，為了杜絕順層長鉆孔偏移或煤巖層起伏變化導(dǎo)致瓦斯抽采不到位的情況發(fā)生，經(jīng)過在122101運(yùn)輸巷、122101回風(fēng)巷、122102運(yùn)輸巷、122102回風(fēng)巷等地點(diǎn)順層長鉆孔施工過程中易塌孔、成孔難、抽采效果差等問題。礦井反復(fù)試驗(yàn)與總結(jié)，采用ZDY4000型鉆機(jī)施工大孔徑（94mm）、套管固定孔口、鉆孔全程下篩管、壓風(fēng)排渣、兩堵一注帶壓封孔等工藝與技術(shù)，配合實(shí)施“一長兩短三驗(yàn)證”瓦斯治理模式，降低了因鉆孔偏移或煤巖層起伏變化導(dǎo)致瓦斯抽采空白區(qū)的存在，減少了瓦斯超限的次數(shù)，提高了瓦斯抽采效果，杜絕了瓦斯事故的發(fā)生，為礦井安全生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為礦井實(shí)現(xiàn)長治久安提供了保障。

圖1 “一長兩短三驗(yàn)證”模式

4 結(jié)論

（1）吉源煤礦針對碎軟煤層順層瓦斯抽采鉆孔施工困難的問題，采用了ZDY4000型鉆機(jī)施工大孔徑、套管固定孔口、壓風(fēng)排渣、兩堵一注帶壓封孔等工藝與技術(shù)，證明壓風(fēng)對鉆孔孔壁的沖刷小，孔壁穩(wěn)定性好，壓風(fēng)排渣適用于碎軟煤層順層鉆孔施工。

（2）吉源煤礦針對碎軟煤層瓦斯抽采鉆孔在抽采過程中易發(fā)生孔內(nèi)坍塌，導(dǎo)致抽采管道堵塞，采用了鉆孔全程下篩管、煤壁固化等工藝與技術(shù)，確保鉆孔通暢。

（3）“一長兩短三驗(yàn)證”瓦斯治理模式中施工的順層鉆孔多次疊加，降低了因鉆孔偏移或煤巖層起伏變化導(dǎo)致瓦斯抽采空白區(qū)的存在，提高了超前抽采距離和范圍，瓦斯抽采效果明顯增加，減少了瓦斯超限的次數(shù)，杜絕了瓦斯事故的發(fā)生，對于革新煤礦井下碎軟煤層瓦斯治理模式、縮短碎軟煤層工作面準(zhǔn)備時間具有積極作用。

（4）“一長兩短三驗(yàn)證”瓦斯治理模式適用于復(fù)雜地質(zhì)條件突出煤層順煤層瓦斯治理，減少了頂?shù)装宄椴上锏氖┕ぃ?jié)約了噸煤瓦斯治理成本，提高了礦井經(jīng)濟(jì)效益。