底板巷穿层钻孔在煤巷掘进中的应用

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1、底板巷穿层钻孔在煤巷掘进中的应用曹剑锋CAOJian-feng（黑龙江科技大学研究生学院，哈尔滨150022）摘要：随着国内煤矿开采技术的不断提高，如何提高开采量及提高开采的效率问题摆在我们面前，随着国家提出了“可保尽保，应抽尽抽”的战略方针，在这个战略方针的指导下，国内各大型煤矿对原煤的开采技术进行了技术挖潜和技术革新，研制成了底板巷穿层钻孔技术，该项技术对煤巷掘进过程中，煤瓦斯突抽放的效果显著，确保矿井的稳产、高产及安全生产。.jyqk3，如果只采取通风的方法将瓦斯的浓度控制在安全限度范围内，不

2、仅使生产成本大大增加，还给生产上造成很大的难度，同时把瓦斯排入大气中去及浪费又影响环境，近年来，国内一些大型煤矿采用底板巷穿层钻孔抽放技术，从根本上解决了这个问题。衡量一个瓦斯矿井是否有必要抽放，可以根据以下几点：①对于生产矿井，由于矿井的通风能力已经确定，所以矿井瓦斯涌出量超过通风所能稀释瓦斯量时，即应考虑抽放瓦斯。②对于新建矿井，当采煤工作面瓦斯涌出量>5m3/min，掘进工作面瓦斯涌出量>3m3/min，采用通风方法解决瓦斯问题不合理时，应该抽放瓦斯。③对于全矿井，一般认为，绝对瓦

3、斯涌出量＞30m3/min，或相对瓦斯涌出量>15-25m3/t时应抽放瓦斯。④开采保护层时可考虑抽放保护层瓦斯；对于突出煤层，可以考虑用预抽瓦斯的方法防止突出。一般来讲，瓦斯浓度低的尽量排入大气中，如抽放稳定，瓦斯浓度≥35%时，便可以合理的加以利用。3底板岩巷穿层钻孔的合理分布3.1底板抽放巷和抽放区域的合理分布为了加大区域内的抽放力度，保证足够的钻孔数量和预抽的时间，采用对掘进底抽巷的同时，在每间隔15m左右的巷道间开掘一个深5m左右的抽放钻区域，区域断面规格一般在3*3m左右，可以保证

4、开钻的需要。3.2底层抽放钻孔的合理分布3.2.1钻孔布置的基本原则在预抽场内，钻孔的分布要均匀，钻孔要穿过煤层全厚遇到顶板为标准，在设计时，为了提高瓦斯抽放浓度，封孔严密，提高抽放的效果，钻孔后孔径要尽量大，空间距离要以实测有效的抽放半径为设计基础。具体分布：钻孔按照每10m左右一组，一组8个左右，终孔间距：5m左右，要按照待掘巷道两侧各15m范围内。如图1所示。3.2.2方案设计在设计底巷内穿层钻孔在设计和施工时，主要目的是为煤巷掘进防突做准备。在每间隔15m左右的掘进抽放区域打钻，对下底巷周围

5、的煤层瓦斯条带区域进行预抽，在钻场区域内布置数行和数列，钻孔的直径大约75mm左右，要沿着煤层方向呈扇形布孔，钻孔要控制在顺槽轮外轮廓线上帮20m，下帮10m的范围之间。4对瓦斯抽放效果提高的技术措施4.1采用尽量加大钻孔直径的方法，从提高瓦斯的最大量的排除打下基础，以五大一深为施工原则，大钻孔为设计标准，所开的孔径不得小于75mm，排间距和孔间距要均匀，距离要控制在0.3m左右，目的是封孔后规范连接。在原煤的掘进过程中，通过操作，采用加大孔径的方法，瓦斯排放量有了明显的提高，每个孔的瓦斯浓度基本上

6、都超过了80%，在过去，穿层孔径大约都在65mm左右，每个孔所排出瓦斯浓度都很低。4.2封孔新工艺在我国许多煤矿，对钻孔的封孔环节不重视，所使用的材料也不规范，因此影响了瓦斯的排放，有些煤矿采用编织袋缠裹塑料管注聚氨酯的方法进行封孔，效果很不理想，同时封孔长度短也是钻孔抽放浓度低的主要原因，目前一些大型煤矿采用封口新工艺，取得了很好的效果。封孔的材料选择冯安特、布袋、聚氯乙烯管三组合封管新技术，封口的深度也进行有效的延长，同时加大了封口管的直径，通过实践，瓦斯抽放浓度有了显著的提高，瓦斯单孔抽放浓度

7、达到了80%以上，有的还达到了100%。具体施工工艺如下：将每根Ф25mm×2.5聚氯乙烯管上捆绑繁布布袋，布袋按照兜状捆绑，再将冯安特以1:1的比例调配均匀后倒入封孔器中，马上向孔中注入，注入后几秒钟就会发生膨胀，如不出现不膨胀或者膨胀不到位等问题，封口操作结束，如出现问题，应重新施工。应用效果：通过底板巷穿层钻孔技术的应用，使瓦斯浓度大幅度的提高，新孔每单孔抽放瓦斯浓度超过了80%，有些甚至达到100%，在抽放实验半年后，瓦斯抽放浓度仍然保持在60%以上，实验表明，采用大孔径和深封孔是提高瓦斯气

8、体浓度的最佳方案，也是最直接、最有效的方法，是今后煤巷掘进中，对于瓦斯抽放环节发展的必然趋势。4.3辅助设备集气箱在煤巷掘进中的成功应用原来国内一些煤矿，钻场连接方式是将两根并列的管上焊接多个三通接头，三通接头用软管与钻孔连接。在施工过程中如钻孔一旦存在积水的问题发生，就会造成管理的堵塞，使孔口负压低，影响瓦斯预抽效果。技术人员对这一问题进行了深入的分析和研究，研制出了抽放钻场集气箱，集气箱的作用是将瓦斯、煤岩粉和水自然分离，在实际生产中，进入钻孔内的瓦斯被负压抽走，