宋 迎 彭邦林

(霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司辛置煤礦，山西 霍州 031400）

德通煤業(yè)位于河?xùn)|煤田鄉(xiāng)寧礦區(qū)，礦井為高瓦斯礦井，絕對(duì)瓦斯涌出量38.63 m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量25.96 m3/t,開采的2 號(hào)煤層原始瓦斯含量為8.36 m3/t，原始瓦斯壓力0.52 MPa。2201 綜采工作面絕對(duì)瓦斯涌出量在15 m3/min 以上，回采期間單靠通風(fēng)難以解決上隅角瓦斯涌出問(wèn)題，嚴(yán)重制約了礦井安全生產(chǎn)。為解決工作面瓦斯治理難題，通過(guò)采取本煤層鉆孔預(yù)抽、密集尾抽鉆孔抽采、高位定向長(zhǎng)鉆孔抽采、上隅角埋管抽采等方法，同時(shí)加大鉆孔孔徑、加密鉆孔間距、提高封孔質(zhì)量、延長(zhǎng)預(yù)抽時(shí)間等措施對(duì)2201 工作面進(jìn)行瓦斯抽采作業(yè)。

1 本煤層預(yù)抽鉆孔瓦斯抽采

本煤層鉆孔預(yù)抽瓦斯是解決高瓦斯礦井瓦斯抽采問(wèn)題的基本途徑，2201 綜采工作面瓦斯治理施工時(shí)首先采取本煤層鉆孔預(yù)抽的方案降低本煤層瓦斯含量，采用打鉆的方式在工作面開采之前提前抽放開采煤層范圍內(nèi)的瓦斯，通過(guò)增加鉆孔直徑、加密鉆孔密度、完善封孔質(zhì)量等方式提高瓦斯抽采效果。本煤層預(yù)抽具有煤體卸壓范圍大、煤層暴露面積大、有利于瓦斯釋放的優(yōu)點(diǎn)，但因需要提前施工巷道及鉆孔，導(dǎo)致掘進(jìn)施工緩慢，掘進(jìn)期間瓦斯管理難度大，且對(duì)封孔及聯(lián)孔質(zhì)量要求較高。具體施工及設(shè)計(jì)方案如下：

在2201 工作面兩順槽同時(shí)施工本煤層預(yù)抽鉆孔，自切眼開始布置到工作面停采線。工作面兩順槽掘進(jìn)期間，同時(shí)向回采區(qū)域煤壁側(cè)施工本煤層抽采鉆孔，距巷道底板1.5 m 處開孔，共布置鉆孔762 個(gè)，總工程量80 220 m。其中，2201 軌道順槽布置鉆孔402 個(gè)，2201 膠帶順槽布置鉆孔360 個(gè)。切眼35 m 范圍內(nèi)由軌道順槽向膠帶順槽施工32 個(gè)長(zhǎng)鉆孔，鉆孔深度180 m，鉆孔孔徑Φ133 mm，垂直巷道90°夾角，水平間距0.95 m。35 m 以外鉆孔由兩順槽同時(shí)對(duì)打，鉆孔深度102 m，鉆孔孔徑Φ133 mm，垂直巷道90°夾角，水平間距1.9 m。具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表1 所示，施工平面圖如圖1 所示。

表1 本煤層預(yù)抽鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)表

圖 1 2201 工作面本煤層鉆孔平面圖

2 高位定向長(zhǎng)鉆孔抽采

采用高位定向長(zhǎng)鉆孔抽采方案主要是為了解決回采期間上隅角瓦斯超限問(wèn)題，通過(guò)布置高位鉆場(chǎng)施工高位鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采作業(yè)。具體施工及設(shè)計(jì)方案如下：在2201 工作面軌道順槽布置2 個(gè)高位鉆場(chǎng)，分別位于距切眼360 m 及730 m 處，鉆場(chǎng)規(guī)格為7.5 m×3.5 m×2.8 m，在鉆場(chǎng)內(nèi)向切眼方向施工高位鉆孔，兩鉆場(chǎng)鉆孔接力、搭接抽采。在鉆場(chǎng)向工作面方向施工頂板走向高位長(zhǎng)鉆孔，呈平行布置，每個(gè)鉆場(chǎng)施工7 個(gè)鉆孔，鉆孔孔徑Φ133 mm，鉆孔孔深在348～509 m，鉆孔平面控制到軌道順槽向下16～40 m，間距4 m，控高為距煤層頂板35～58 m，間距3 m。高位定向長(zhǎng)鉆孔采用ZDY6000LD型鉆機(jī)，先施工Φ98 mm 孔徑，后擴(kuò)Φ133 mm 孔徑。具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表2 所示，施工平面圖如圖2 所示。

表2 高位定向長(zhǎng)鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)表

圖 2 2201 工作面高位定向長(zhǎng)鉆孔平面圖

3 煤柱密集尾抽鉆孔抽采

在2201 工作面回風(fēng)順槽鄰近巷道，即2202 軌道順槽向2201 工作面上隅角方向施工密集尾抽鉆孔，自切眼開始布置到工作面停采線。設(shè)計(jì)采用ZDY4200LXS 履帶式鉆機(jī)在2202 膠帶順槽向2201工作面上隅角頂板位置施工鉆孔，接入抽采系統(tǒng)進(jìn)行抽采。共布置495 個(gè)鉆孔，鉆孔間距1 m，鉆孔長(zhǎng)度51 m，鉆孔孔徑Φ133 mm，控高為10 m。具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表3 所示，施工平面圖如圖3 所示。

表3 密集尾抽鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)表

圖 3 2201 工作面煤柱密集尾抽鉆孔平面圖

4 采空區(qū)埋管抽采

利用低負(fù)壓抽采系統(tǒng)，在2201 軌道順槽沿巷道左幫吊掛一趟Φ325 mm 抽采管至上隅角進(jìn)行抽采。每隔6 m 安裝1 個(gè)三通，三通蓋堵板，工作面推進(jìn)至三通處時(shí)，打開堵板，砌筑隔離墻抽采采空區(qū)瓦斯。管路末端敞口連接Φ500 mm 負(fù)壓風(fēng)筒，負(fù)壓風(fēng)筒沿頂板吊掛至上隅角，抽采上隅角瓦斯。若埋管不能有效解決上隅角瓦斯時(shí)，增加插管抽采采空區(qū)瓦斯，插管選用3 根DN100 鎧裝膠管，一端連接到下一個(gè)三通處，插入采空區(qū)抽采瓦斯，插管要求插入隔離墻300 mm，距離巷道頂板300 mm。具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表4 所示，施工平面圖如圖4 所示。

表4 上隅角埋管設(shè)計(jì)參數(shù)表

圖 4 2201 工作面上隅角埋管平面圖

5 效果分析

2201 工作面采取了瓦斯預(yù)抽和邊采邊抽的綜合性瓦斯治理措施，輔助優(yōu)化鉆孔孔徑、加密鉆孔間距、提高封孔質(zhì)量、延長(zhǎng)預(yù)抽時(shí)間等，實(shí)現(xiàn)了2201綜采工作面回采期間杜絕上隅角瓦斯超限現(xiàn)象，降低了工作面通風(fēng)管理難度，為工作面連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)提供了安全保障，保證了礦井原煤生產(chǎn)的均衡。