大直径长钻孔掘进瓦斯预抽 技 术 研 究
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索随着我国煤炭资源开采的不断深入，煤矿井下工作面的形势愈加复杂，采煤厚度逐渐加大，煤层深埋深度增加，这给传统的煤层开采方式带来了巨大挑战。
随着科技的不断发展，定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用成为了一个备受关注的研究热点。
本文将就利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索进行深入探讨。
一、煤层定向预抽长钻孔技术概述煤层定向预抽长钻孔技术是指利用定向钻机在地表或井下对煤层进行精确定向，然后进行长钻孔的施工，将煤层中的天然气、瓦斯等有害气体在地下预先抽采，从而降低井下采煤工作面的瓦斯浓度，确保煤矿井下工作面的安全生产。
二、定向钻机的应用优势1. 提高工作效率利用定向钻机进行施工可以大大提高工作效率，比传统的井下施工方式更为快捷高效。
2. 增加精度定向钻机可以实现精确的定向施工，能够将钻孔准确地打入到目标煤层中，提高了预抽长钻孔技术的施工精度。
3. 减少人力成本相比传统井下作业，利用定向钻机进行施工可以减少人力成本，降低了作业风险。
三、煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索1. 确定施工方案在进行煤层定向预抽长钻孔技术应用探索之前，首先需要根据具体煤矿的地质条件和工作面的实际情况，确定合理的施工方案。
这包括确定定向钻机的使用位置、施工钻孔的方向和长度等。
2. 完善施工技术在煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索中，需要不断完善施工技术，包括定向钻机的操作技术、钻孔进度的控制、钻孔管道的安装等方面，以提高施工效率和精度。
3. 实地试验验证在进行煤层定向预抽长钻孔技术的应用探索过程中，需要进行实地试验验证，通过现场实际施工，验证技术方案的可行性，调整和改进施工流程，提高技术的适用性和实用性。
4. 探索技术应用范围煤层定向预抽长钻孔技术的应用范围不仅限于煤矿井下工作面，也可以在地下隧道、岩石工程等领域进行应用探索，扩大技术的适用范围，提高资源开采的效率和安全性。
煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析
煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析摘要：目前，传统的抽采孔封堵方式是采用聚氨酯、水泥砂浆封孔或膨胀胶囊机械封孔，其中，聚氨酯容易发泡，封孔效率高，但进行封堵时容易出现封堵不严密、注浆管易堵塞等问题，水泥砂浆封堵时，向孔内注水泥浆过程中有瓦斯不停地泄漏，在水泥浆干燥凝固之前，孔内瓦斯气体将充填的水泥砂浆中冲开一定的缝隙，造成瓦斯泄漏，封堵效果不好等，膨胀胶囊机械式封堵装置，在封堵完成后，随着时间推移，孔内瓦斯集聚量变大，压力增加，完成固定的封堵装置在压力推动下随着胶囊收缩慢慢出现松动，出现漏气，使用效果不好，针对以上封孔方式存在的问题，研究提出瓦斯抽采钻孔封孔装置及封孔工艺。
关键词：抽采钻孔；封孔装置；封孔工艺；储水腔；水泥腔1封孔原理为了提高抽采封孔质量，针对目前封孔技术的不足，研究提出一种煤矿瓦斯抽采钻孔封孔装置，对抽采钻孔进行封孔后，随着煤壁向钻孔内瓦斯涌出，孔内瓦斯量不断增加，通过水和水泥的混合对孔洞进行封孔。
能够防止抽采钻孔内瓦斯气体对水泥和水的混合浆体凝固前造成裂隙等影响，使浆体封孔效果更好，封孔严密，并且能够随着抽采孔内瓦斯气体的不断增加，对抽采孔进行封孔，封堵效果更好，该装置由主体装置和封堵装置组成。
1.1主体装置主体装置由弹性套、盖板、主体筒、紧固螺纹、导气槽和连接板组成，2个连接板分别置于弹性套的两端，连接板由刚性材料制成，弹性套一端的连接板中部开有通孔，主体筒一端置于弹性套一端的连接板上，外侧置有紧固螺纹，由刚性材料制成，主体筒上对称开有2个导气槽，且分别和主体筒内相连通，2个盖板分别置于主体筒内壁上，且分别和2个导气槽相对应，盖板上开有多个进气孔，且进气孔的直径从进口到出口逐渐变大。
1.2封堵装置封堵装置由隔板、固定管、过滤网、滑动筒、转动块、六角卡槽、导向套、固定弹簧、水泥腔、分隔片、储水腔、连接杆和橡胶套组成，隔板置于弹性套上，且将弹性套内部分隔为储水腔和水泥腔，其中储水腔小于水泥腔，储水腔内置有水，水泥腔内置有水泥。
软煤层大孔径深钻孔高效抽采瓦斯技术研究
素之一 。
内降到 ８ ｍ ３ ／ ｔ 以下， 抽放效果较好 。
２ 瓦斯抽 放设计 方案
根据 鹤煤 三 矿二 。 煤层 的瓦斯 基 础参 数 及抽 放难 易程度 ， 选 择两 种抽放 方 法进行 试 验 ， 即直径 ７ ５ ｍ ｍ普 通钻 孔 和直 径 １ １ ３ ｍ ｍ深 钻 孔进 行试 验
软 煤 层 大 孔 径 深 钻 孔 高 效 抽 采 瓦 斯 技 术 研 究
赵 峰 ， 王志磊
（ 河 南煤化鹤煤集 团 第三煤矿 ， 河南 鹤壁 ４ ５ ８ ０ ０ ０ ）
［ 摘
要 ］ 钻孔抽放煤层 瓦斯是 目前 国内常用而行之有效的方法 ， 具有施工速度快、 钻孔布置 机动灵活等特点。 但 由于钻孔直径小， 孔壁产生的裂隙小， 抽放效果往往一般 。 鹤煤 三矿 研 究摸 索 出一套 在 较软 煤层 中能够施 工 的 大孔 径深 煤 层钻 孔 的 施 工 工 艺 ， 提 高 了煤层 瓦斯预 抽 率 ， 有效 缩短 了煤 层预 抽 期 ， 确保 了煤 层 瓦斯含 量在 较 短 的时 间
下顺 槽钻 孔交 叉 。
响， 钻 孔 深度 和孔径 多年 来始 终处 于徘 徊状 态 ， 始 终没 有取 得大 的突 破 。 近年 来 的科 学 研究 表 明 ，通过 加 大钻 孔 的直 径 和深度 ， 提 高孔 口抽放 负压 ， 可 以弥 补抽 放效 果 较差 的不 足 ， 提 高抽 放效果 。 鹤煤 三矿 研究 摸索 出
２ ． １ ． １ 钻孔施 工情 况 在３ ２ ０ ６下顺槽 掘进 过程 中 ， 掘面后 路 同时 施
２ ０ １ ３年 １ ２月
３ ２
赵
峰， 等
提高底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽放效果的措施
利 用 了抽 巷施 工 顶 板 扇形 钻 孔 对整 个 的工作 面进 行 区域 预 抽。
１矿 井概 况 新铁 煤矿 位 于七 台河 市 茄子 河 区、 铁 山 乡管 辖 区 内 ，
２底板岩巷穿层钻孔布置 ２ ． １ 底板 抽 放巷 及 抽放钻 场 布 置 六采 区 ６ ２ ＃右八 片
井 下 移 动 泵 站 使 用 广 东 佛 山 Ｗ ８ ５ ／ １ ６ ０ Ｇ 型 水 环 真 空 高抽 放效 果。 ② 设计方案。服务煤巷 ， 主要是掘进的底板抽放巷内 泵， 能力 ８ ５ ｍ３ ／ ｍｊ ｎ ， 电机 功率 １ ６ ０ Ｋ Ｗ。 的穿层 钻 孔 的设计 及施 工。对下 底板 巷周 围煤 层 瓦斯进 行 目前新铁煤 矿开采 的深度 已经超过 ７ ０ ０ ｍ 了 ，若 在不 利 用 已经 掘 进 的 抽放 钻 场 打钻 ， 在 沿 煤 采取 合理 的、 可靠 的措施 区域 瓦斯治 理 ， 就 保证 不 了平 衡 的 条 带 区域 的预 抽 ， 层 正 倾斜 方向均 匀地 布 孔 ， 钻 孔控制 到顺槽 轮 廓 线外 上 帮 矿 井采 掘 ， 也很难 实现矿 井安 全高 效发展 ， 随着采 掘工作 面 ０ ｍ、 下帮 １ Ｏ ｍ 范围， 布 置钻 场 内 ５排 ８列 共 ４ ０个孔 ， 钻 向深部 地 区的转移 ， 瓦斯 的含 量及压 力呈递 增趋 势增柏 ，主 要 可采 煤层 为 ４ ９ 、 ５ ０ 、 ５ ７ 、 ５ ９ 、 底板 抽 放 巷 布 置在 距 煤 层 法 线 垂距 ２ ０ ｍ 的 煤层 底 板 内 ， ６ ２ 、 ６ ５ 、 ８ ８ 、 ９ ８ 、 ９ ９ 、 １ １ ９共 １ ０层 ， 总厚 ７ ． ０米 ， 煤 层 倾 角 为 巷道 断 面采 用 的是 锚 网喷 支护 的规 格 为 ２ ． ５ ｍ （ 高） Ｘ２ ｍ １ ５ 。左右 ， 为 二类 自燃煤层 ， 煤 尘 有爆 炸性。 新铁 煤矿 为 瓦 （ 宽） 。 为足 够 的 区域抽 放力 度 大 ， 在 保 证有 多余 的时间 钻 采取 在 掘进 底 抽 巷 的 同时 隔 １ １ ０ ｍ 斯矿 井， 绝 对 瓦斯 涌 出量 为 １ ６ ． ４ ７ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ ， 相 对 涌 出量 为 孔工 程 量和 预 抽 时 间 ， ７ ． ９ ４ ｍ３ ／ ｔ ； 煤 层 的瓦 斯压 力 为 ０ ． ２ ９～０ ． ６ ４ ＭＰ ａ 。 矿 井 总风 在巷 道 下 帮开掘 １个 ３ ｍ 深 的抽 放钻 场 ， 钻场 断 面规 格 为 ２ ｍ Ｘ ２ ． ５ ｍ， 能够满 足打钻 需 要。 量为 ２ ２ ０ ５ ８ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ ｏ
煤矿瓦斯抽采技术应用分析
煤矿瓦斯抽采技术应用分析摘要：目前，我国已经进人深部开采时代，煤层中的瓦斯含量逐渐增加，这导致瓦斯引起灾害的可能性也大大增加。
为了保证开采的安全性，必须对煤层中的瓦斯进行治理，一种重要的手段是对煤层中的瓦斯进行预抽。
由于我国煤层大多经历了地质构造的作用，煤层透气性较差，直接抽采煤层中的瓦斯存在着很大的困难，为此，需要应用一些强化瓦斯抽采的技术措施。
基于此，文章对煤矿瓦斯抽采技术的应用进行了研究，以供参考。
关键词：煤矿开采；瓦斯抽采；技术措施1瓦斯抽采技术面临的难点分析地面钻井抽采煤层瓦斯的效果比较差，已经很少采用。
目前，中国大多数矿井采用的是井下钻孔抽采煤层中瓦斯的方法。
但是由于我国煤层透气性较差，采用普通的钻孔来进行瓦斯抽采，存在抽采时间长、抽采效果差的不足。
因此为了强化瓦斯抽采，需要采用一些其他技术。
在当前的煤矿瓦斯抽采工作中，主要面临以下方面难点：（1）顺煤层抽瓦斯钻孔施工深度难以满足高效区域抽采的要求。
顺煤层抽瓦斯钻孔施工深度难以满足高效区域抽采的要求，使得大量采用抽瓦斯专用岩巷，工程成本高、施工时间长、产生大量废渣。
（2）缺乏长钻孔轨迹测定技术井下钻孔施工存在风险。
缺乏长钻孔轨迹测定技术，使得抽瓦斯难均匀、易留事故隐患；井下钻孔施工存在风险，远程（或地面）操控成为趋势和难点。
（3）井下抽采的瓦斯浓度低及煤层透气性低。
井下抽采的瓦斯浓度低，不利于安全抽采与输运，也给资源利用带来困难；煤层透气性低，抽瓦斯效果较差，提高透气性和抽采效果是难题；用地面井抽采采动影响区瓦斯效果好，但易受采动破坏，提高其高效服务寿命是难题。
2煤矿瓦斯抽采技术的应用研究2.1做好瓦斯监测工作煤矿瓦斯监测是进行瓦斯防治的基础，其有效性对于煤矿安全有着重要影响。
在进行瓦斯监测时，需做好以下几方面工作：（1）要检查一些关键位置处瓦斯探头的完好性。
瓦斯探头是监测瓦斯的重要设备，其主要功能是测量空气中的瓦斯浓度，但由于煤矿井下恶劣的生产环境，瓦斯探头很容易损坏。
穿层钻孔掏穴增透强化抽采瓦斯技术研究
意义 。
轨道斜巷
图 １ 掏 穴 效 果 考 察 钻 孔 布 置 图
选 一煤 层赋 存 稳定 区域 施 工 两个 钻孑 ， Ｌ 先施 工 １ ＃钻 孔进 行瓦 斯压力 测 定 ， ＃钻 孔 终孔 间距 ２ ｌ ＃钻 孔 ５ 试验 掏穴 增透 强化 抽采 技术 ， ｍ， 考察 掏 穴后的 １ ＃钻 孔 的压 力 变 化 ， 定 影 响半 径 。在 确 水 平距 离 ２ ＃钻 孔 １ｍ 施 工 ３＃普 通 抽 采钻 孔 ， ０ 施 工参 数 同 ２ ＃钻孔 ， 分别 考察 ２ ３ ＃、 ＃钻 孔瓦斯 抽 采量 ， 比分析 掏穴 增透 强化 抽采效 果 。 对
广应用 。
关键词 ： 掏穴增透 ； 强化 抽采 ； 穿层钻孔 ； 预抽瓦斯 ； 消突技术
中 图分 类 号 ： Ｄ７３ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６４ ４ （ ０ １ ０—４ —４ １ ０—５ ０ ２ １ ）４０ ７０
Ｃ ＩＲｕ ｆ 。 ＴＯＮＧ ａ － ｈ ｎ Ａ —ａ Ｘｉｏ ｚ ａ ｇ
图 ２ 掏 穴 增 透 扩 孔 钻 头
２ 试 验 工 程 概 况
潘 一煤 矿 ～５０ ３ｍ～ ～６Ｏ 西一 轨道 斜 巷位 ３ｍ
Ａｕｇ ２ １ ． ０１
穿 层 钻 孔 掏 穴 增 透 强 化 抽 采 瓦 斯 技 术 研 究
蔡 如 法 ， 童校 长
（ 淮南矿业 （ 团） 司潘一煤矿 ， 集 公 淮南 ２２８ ） ３ ０ ２
摘
要： 为提 高预抽煤 层瓦斯消突效果 ， 在底板 巷穿层钻孔 中进行 了掏穴增 透强化抽 采技术试 验 。掏穴钻 孔
可 以看 出 ， 抽采 时 间较长 、 在 进入 稳定 流动 状
浅谈钻孔预抽采瓦斯技术
３ 应 用效果 及 其前景
１ 钻孔预抽采瓦斯技术要点 ． ２
（） １对于卸压 瓦斯必须进入卸压范围： （） ２ 钻孔开 口 端应布置在完整煤 （ 体内； 岩） （） ３ 穿层钻孔进入预抽采层顶 （ 板岩石 ０５ 底） ．ｍ以上。 由于开采层 越近， 瓦斯 的涌 出量越 多， 邻近层 瓦斯预抽采钻 孔布 置 主要从适当的巷道 向各邻近层 卸压区打钻孔， 要能控制卸压瓦斯流入钻 孔， 避免瓦斯大量流入开采层采空区 。孔间距同时也是影响抽放时间的 又一重要因素。 不同煤层其预抽采钻孔 的布置形式不一样， 钻孔问距也 不一样 ， 其抽 放时间也不一样， 空间距是随着预抽采时间的增大而增大。对于钻孔预抽 采瓦斯， 以根据不同的瓦斯流量和预抽采的难易情况进行预抽采钻孔布 可 置， 具体措施有： 加大钻孔 的直径、 负压提高和增大煤层透气性等。
浅谈钻 孑 预抽 采 瓦斯 技术 Ｌ
曹正平
（ 贵州林东矿 业集 团有 限责任公司）
摘 要： 瓦斯 主要 以煤层气构成的有害气体甲烷为主。是在煤 的生成和煤的变质过程中， 在高温 、 高压的环境 下伴随着产 生瓦斯 ， 它在煤体或 围岩中是
以游离状态和吸着状态 的形式存在的 。
关键词 ： 钻孔预抽采瓦斯技术； 前景
风。
ｌ 钻 孔预 抽采 瓦斯技 术
１１钻孑 பைடு நூலகம்抽采瓦斯技术 ． Ｌ
通过通风办法来稀释瓦斯 ，已经在经济上和技术上逐渐被淘汰 ， 与 此 同时， 随着开采 的强度 和深度的增加 以及地面 大气 压的降低 ， 井瓦 矿 斯 的涌出量也在增加 ， 常情况下利用正常通风 稀释 瓦斯 ， 能解 决落 通 只 煤和暴露煤壁时的解析瓦斯，而在采空区涌出的瓦斯所 占比例较大 ， 一 般 占 ６ ％左右 ， ０ 稀释对大部分矿井来说根本达不到治理瓦斯的要求 。而 钻孔预抽采瓦斯一方面降低瓦斯的涌出量， 另一方面能有效地解决瓦斯 浓度超限， 防止煤与瓦斯 的突 出。 如何有效地提高瓦斯抽放率 ， 主要取决 于对预抽采方式的合理选取， 因此， 要根据瓦斯的来源、 瓦斯地质条件和 矿 山技术条件选择瓦斯预抽采方式 。 高位水 平钻孔瓦斯预抽采技术是 钻孔技术 中比较难的一种 预抽采 技术 ， 该技术分为顶板高位 水平钻孔瓦斯预抽采技术和大采面中间高位 巷瓦斯预抽采技术， 前者具有先期投入少、 工期短、 灵活性强的优点。对 于煤 与瓦斯突 出的矿井 ， 瓦斯涌出量大 ， 含量 高， 煤层的透气性 比较 差， 以及 受地 质条件 的影 响导致 瓦斯的富集及煤层瓦 斯分布 的不均 匀性 的 矿井 ， 目前这种技术已经得到广泛的应用。
提高底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽放效果的措施
摘要:为了加大瓦斯矿井区域治理效果，通过对底板抽放巷穿层钻孔布孔、封孔、连孔工艺分析研究，提出了采用大直径钻孔、特制水泡皮-马丽散-铝塑管三组合封孔技术和集气箱连孔技术后，抽放效果明显提高。
应用结果表明：增大钻孔直径可以有效提高瓦斯抽放量；改进和创新封孔工艺、新方法，可以进一步改善封孔效果，使得新钻孔抽放浓度均在50%以上，甚至高达60%，并且持续时间较长；集气箱的使用，解决了抽放钻场和管路积水、连接管接口漏气现象，保证了抽放系统的稳定；多种方法的成功运用，确保了矿井安全生产。
关键词:底板抽放巷穿层钻孔封孔工艺集气箱1矿井概况新铁煤矿位于七台河市茄子河区、铁山乡管辖区内，核定能力为120万t/a，主要可采煤层为49、50、57、59、62、65、88、98、99、119共10层，总厚7.0米，煤层倾角为15°左右，为二类自燃煤层，煤尘有爆炸性。
新铁煤矿为瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为16.47m 3/min，相对涌出量为7.94m 3/t；煤层的瓦斯压力为0.29～0.64MPa。
矿井总风量为22058m 3/min。
新铁煤矿地面瓦斯抽采系统于2006年建成，正在运行的有二采区地面永久泵站一套，六采区井下移动泵站一套。
二采区地面永久泵站使用广东佛山CBF410-2BV3型水环真空泵，能力130m 3/min，电机功率160KW；六采区井下移动泵站使用广东佛山ZWY85/160G 型水环真空泵，能力85m 3/min，电机功率160KW。
目前新铁煤矿开采的深度已经超过700m 了，若在不采取合理的、可靠的措施区域瓦斯治理，就保证不了平衡的矿井采掘，也很难实现矿井安全高效发展，随着采掘工作面向深部地区的转移，瓦斯的含量及压力呈递增趋势增大。
因此，应优先选用底板抽放巷布置穿层钻孔条带预抽瓦斯措施，在没合适的条件保护层和有围岩巷道下。
为实现煤巷安全的掘进，通过穿层钻孔预抽掘进巷道瓦斯。
于此同时，底部抽巷内施工穿层钻孔具有特殊的优点：不会受到煤层采掘工作的干扰，可超前进行钻孔施工和抽放在煤巷掘进和工作面回采之前，且预抽的时间不较长，充分利用了抽巷施工顶板扇形钻孔对整个的工作面进行区域预抽。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术应用探索
煤层气是一种重要的清洁能源资源，但是它的开采还面临着一些挑战，例如煤层非均
质性、瓦斯抽采困难等。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术可以有效解决这些
问题，提高煤层气开采效率和安全性。
定向钻机是一种专门用于斜井或水平井钻井的设备，它具有钻井速度快、钻井路径可
控等优点。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔，可以实现以下技术应用探索：
1. 预抽长钻孔技术：在煤层开采过程中，瓦斯是一大隐患，容易引发矿井事故。
通
过预抽长钻孔技术，可以将瓦斯提前抽采，减少矿井瓦斯浓度，降低煤矿事故风险。
利用
定向钻机施工的预抽长钻孔技术，可以针对煤层的特点设计合适的抽采路径，提高瓦斯抽
采效率。
2. 定向钻井技术：传统的钻孔方式往往是直钻，无法充分利用煤层气资源。
利用定
向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔，可以灵活选择钻井路径，将钻孔延伸至煤层的有效区域。
通过合理设计和控制钻井路径，可以提高煤层气开采效率。
3. 钻孔导向技术：煤层非均质性是开采的难点之一，传统直钻无法准确钻遍整个煤层，导致漏采现象。
利用定向钻机的导向技术，可以控制钻孔的方向和角度，实现钻遍整
个煤层。
通过导向钻井技术，可以减少漏采现象，提高煤层气开采的均质性。
利用定向钻机施工顺煤层定向预抽长钻孔技术可以有效解决煤层气开采中的一些问题，提高煤层气开采效率和安全性。
在未来的研究和应用中，需要进一步探索和优化这项技术
的操作方法和参数设计，以便更好地应用于实际煤层气开采工程中。
瓦斯防治三十二条
瓦斯防治三十二条（一）强力推进的重点工作措施1．推进突出煤层回采工作面实现顺序开采布置。
突出煤层新采（盘）区回采工作面必须按照顺序开采方式布置，严禁跳采方式布置；现有生产的采（盘）区要修改设计，明确时间，有计划逐步过渡到顺序开采；对已经形成的开采应力集中“孤岛”工作面，因大构造、灾害区、开采边角区等可能形成开采应力集中“孤岛”工作面的，回采时要按规定制定并采取特殊安全措施。
2．推进穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施中，加大钻孔控制巷道两侧范围，倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外达到40m，下帮达刭20m；其他为巷道两侧轮廓线外达到各30m。
3．建立瓦斯抽采专业化打钻队伍，提高打钻质量；推进建立第三方专业化打钻机制，实现打钻、验收、效果评价主辅分离和相互制约监督。
4．建立单孔瓦斯抽采浓度、抽采纯量的考核和分析机制，明确单孔瓦斯抽采浓度的最低标准，凡单孔瓦斯抽采浓度达不到要求的，必须分析原因并采取有效的处理措施。
新封孔单孔预抽瓦斯浓度低于30%的，必须改进封孔措施，提高封孔质量。
在未进行区域消突达标之前，单孔预抽瓦斯浓度低于5%的，必须采取重新封孔、修孔、补打钻孔或水力冲孔等措施。
5．推进瓦斯抽采钻孔参数定期（不超过1 0天）测定并建立分析制度。
6．推进瓦斯抽采单元（200m为一个单元）在线检测和定期分析制度，并作为瓦斯抽采达标的重要依据。
7．推进煤巷由消突到应抽尽抽转变，实现掘进速度正常化。
8．推进顶（底）板穿层钻孔抽采巷保持正常通风和维修，保证人员可以进入检查瓦斯抽采情况或实施补孔、修孔等作业。
9．建立矿、科区队领导区域校检、验证工作现场盯守监督管理机制，堵塞区域校检、验证不规范或假校检、假验证的漏洞。
10．加强对自救器使用的培训，并纳入企业检查和执法检查内容，改进自救器佩戴方式（独立佩戴），确保事故状态下能“拿得出、戴得上”。
（二）需要加强研究解决的问题1．研究大直径钻乳(130mm)抽采瓦斯和全程下大直径筛管(50-70mm)抽采瓦斯工艺，研究钻孔直径与筛管直径适配关系以及筛管筛孔直径和密度标准。
〔2013〕57号瓦斯抽放精细化标准
陕西黄陵二号煤矿有限公司瓦斯抽采精细化管理标准第一章一般规定第一条实行“先抽后采，先抽后掘”的瓦斯治理方针，根据采掘布局建立抽采系统。
实施大孔径，长距离区域预抽，保持“掘、抽、采”接续平衡。
第二条建立瓦斯抽采精细化管理体系。
第三条开展瓦斯抽采达标评价工作，实施瓦斯抽采量及钻孔施工量奖罚机制、抽采工作检查验收制。
第四条采掘接续计划必须首先考虑瓦斯抽采，掘进工作面由该工作面施工单位负责瓦斯管道铺设及钻孔施工。
第五条研究井田瓦斯赋存规律，测定开拓、准备区顶底板、煤层瓦斯含量、压力等参数，绘制瓦斯含量等值线图和瓦斯地质图；对采空区冒落“三带”及围岩松动圈进行测定，按采掘工作面测定瓦斯基础参数，建立瓦斯抽采数据库，为抽采设计提供理论依据。
第六条煤层瓦斯基础数据测定符合《黄陵矿业公司“一通三防”精细化、程序化管理标准》（黄陵矿业发[2011]年112号）要求，并建立记录，与瓦斯地质图相互补充。
第七条抽采设计必须满足瓦斯抽采对巷道系统和断面的要求。
瓦斯抽采系统设计和建设坚持“大流量、多抽泵、大管径、多回路”原则。
第八条抽采瓦斯实行目标计划管理，每月安排工作计划时，要同时安排抽采工程量、瓦斯抽采量计划，将抽采工程量、瓦斯抽采量完成情况纳入工资结算。
第二章抽采系统第一节一般规定第九条对本煤层预抽、边掘边抽、高位抽放、区域抽放，必须首先按测定的煤层瓦斯基础参数及“分源分压”的原则进行设计，设计包括设备和管路的选型、管路的辅设要求、放水器和除渣器的安装位置、抽放方法、钻场钻孔施工参数、封孔工艺、孔口压力及瓦斯浓度的测定方式、泵站内瓦斯浓度的监测以及抽放系统流量、压力、瓦斯浓度、温度的监测装置的安装位置等。
第十条抽放工程设计必须与矿井开采设计同步进行，合理安排掘进、抽放、回采三者之间的超前与接替关系，保证有足够的工程施工及抽放时间。
第十一条通风部绘制瓦斯抽采系统图并根据实际情况及时填绘。
抽采系统图必须标注抽采管道的管径、长度、主要调节控制闸门、放水器位置、计量装置位置、抽采泵的型号、电机功率、泵站瓦斯排空管位置、抽采泵站位置等。
大直径长钻孔结合新型封孔工艺治理瓦斯技术研究
封孔 管管壁 外侧焊 上两 根 （１ｍｍ 管材 ，长 ２ Ｉ５ ） ｍ，一根为注
浆管，另一根为回浆管 。将封孔管下入钻孔 ，其 中注浆管在 下，回浆管在上 ，并用水泥或锚 固剂 固定 。钻孔外 口使用聚
胺脂 临时预封孔 ，防止注浆液漏 出。把注浆管与注浆泵的出
浆 口用 胶 管连 接 ，注 浆 泵 选 用 Ｚ Ｌ ０４７５煤 矿 用 漏 斗 下料 Ｂ ５ ／．．
注浆 泵，在 Ｄ Ｂ型注浆泵漏斗 中注入 １ Ｌ ／ ２体积 的清水，将 水泥过筛 ，滤 出颗粒杂质 ，再将过滤好 的水泥倒入漏斗中， 加入膨胀剂 ，水泥 、水 、膨胀剂 的比例为 １ －～１１ ： ８ ：，经人 ０ 工搅拌均匀 ，呈糊状，开动注浆泵注浆，待回浆管返浆后封
孔完成 。
为保证封孔效果 ，封孔注浆 时封孔 固定必须严密，否则 易漏气 ， 造成封孔失效； 水泥浆必须按照 比例人工搅拌均匀，
可 回 采 长 度 １ ５ｍ ，面 积 ４ ５ ４ ｍ 标 高一４ ～ ．８ｍ ，煤 ８６ ４４０ ２ ６０ ５０
成浪 费或不足 ；膨胀剂 的加入要适量 ，以提高封孔效果。 通过现场使用效果检测 ， 的封孔方法封孔质量有 了质 新 的提高 ，该工艺能从根本上杜绝封孔漏气现象，从而确保 了 钻孔抽采效果，解决了使用钻孔抽采瓦斯效果不佳的关键所在。
中国西部科技
２１ ０ ２年 ０ ３月第 １ １卷第 ０ ３期总第 ２ ２期 ７
５
大直径长钻孔结合新型封 孑工艺治理 瓦斯技术研 究 Ｌ
陈为华
（ 南矿 业 集 团 张 集煤 矿 ，安 徽 淮 南 ２ ２ ） 淮 ３ １４ ７
摘
要 ：为治理 瓦斯和 防治煤 与瓦斯 突出而采用的钻孔预抽 、 采煤层瓦斯技 术 由于各 种原 因效 果不太理 想。为此 ，我们进 抽
大直径顶板钻孔替代高抽巷抽采瓦斯技术
［ 摘
要 ］ 针对 淮 南矿 业集 团丁 集煤矿 １ ６ （ ） 井西一采 区 １ － ２２ １矿 １ ２煤层 首采 工 作 面 瓦斯 超 限 问题 ． 出 了采 用 大直径 顶板钻 孔 替代 高抽巷 抽 采 瓦斯技 术 。对 实际应 用效 果进行 提 考察发 现 ，采 用大 直径顶 板 走 向长钻 孔 为主 的抽 采 方 法后 ，工作 面平均 产量 达 到 ８００ｔｄ ０ 。在 大直径 顶板 钻孔 抽 采 瓦斯 后 未发 生超 限现 象 ， ／ 回风巷 测 得 的 瓦斯 浓度 最 大未超过 ０５％。研 究成 果 对今后 类似 条件 下 的 瓦斯 防 治有一 定借 鉴价 值 。 ．５ ［ 关键 词 ］ 大直 径顶板 钻孔 ； 瓦斯 ； 放 ； 抽 瓦斯 治理 ［ 中图分 类号 ］Ｔ １． ［ Ｄ７２６ 文献 标识 码 ］Ｂ ［ 文章 编号 ］１７ ． ４（０２０ ０４ ６２９ ３２１）３ ７ ２ ９ 巷抽放 瓦斯 技术 ，都 有可 能取 得 良好 的瓦斯 治 理
苏银 泰 大直 径顶 板 钻孔替 代 高抽巷 抽采 瓦斯 技术
３２ 钻 孔成 孔情 况 ．
７ ５
根据 抽放 需要 ， 设计 了 ５个 高位 钻场 ， 布 共 均
置 在 １６ （ ） 道 顺 槽 中 ， 孔从 ３ ０ ５０ｍ 不 ２ ２ １轨 钻 ０ ０ 等 。 从 １钻 场 到 ５ 钻 场 的 间 距 分 别 为 ２ ５ｍ、 １ ２６ｍ、７ ４ ０ｍ，其 中 １ ７ ２８ｍ、７ 钻场 距 工作 面切 眼 间 距 为 ６５ｍ， 场 从 １６ （ ） 道 顺 槽 向 １一 ０ 钻 ２ ２ １轨 ｌ３
采 区 首 采 工作 面 １６ （ ） ２ ２ １ 回采 期 间 ， 回风 流 瓦
斯频 繁 超 限 ，严 重制 约产 量 的提 升 。该 工作 面 于 ２０ ０ ７年 ｌ ２月 ２ 日投 产 ，计 划 产量 ７２ ３ｔ ， ６ ７ ｄ 回 ／
长钻孔大孔径瓦斯预抽技术实践
抽 放孔 ， 钻场 规格 ：． １ ×３１。施 工 时 间为 ６ ５ｍ ｘ３ Ｔ Ｉ Ｉ Ｔ
２０ ０ ７年 ２月 ３日至 ２ ８日。
施 工参 数 ： 施工 参数 见表 ３所示 。
表 ３ 施工参数
下石节煤矿对 目 前开采和延伸水平的 ４ ２ － 煤层
构造 ， 层稳 定 ， 坚 硬 ， 层倾 角 ５ ２ 。平 均厚 煤 较 煤 。～ ４ ， 度１ ０～１ 属特厚 易 自燃 煤层 ， ２ｍ， 发火期 一般 为 ３～ ６个 月 ， 短 ２ ， 最 ８ｄ 煤尘爆 炸指 数 ４ ．７ 。 ４３ ％ ２０ 矿井 瓦斯鉴定 结 果 为 ： 对 瓦斯 涌 出量 ０８年 绝 ４ ．５ｍ ／ ｎ 相对 涌 出量 １．０ｍ ／． ， 于高 瓦 ５０ ｍｉ， ４ １ ｔｄ 属 斯矿井 。
文章 编号 ：６ １— ４ Ｘ（００）２－ ０４－ ２ １７ ７９ ２ １ ０ ０ ８ ０
和钻 孔瓦斯 流量 衰 变 系数 平 均为 ０ ５ ４２ｉ ／ ａ ． ７ ｎ ＭＰ
・
０ 引 言
下石节煤矿位于铜川市北部 ， 田走 向长 ４ ０ 井 ． ｋ 倾斜 宽 ３ ３ｋ 面积约 １．６ｋ ｍ， ． ｍ， ３４ ｍ 。采用 平峒一 斜井综 合 开 拓 ， 主采 侏 罗 纪 ４Ｉ煤 层 ， 煤 层单 斜 ２ ４
抽放难易程度指标进行测定并计算， 其透气性系数 ２ 施工工艺抽放方式及 经济效益分析
２ １ 施 工工艺 及封 孔方式 ．
收 稿 日期 ：０ ９— ６—２ ２０ ０ ３
施 工工 艺 ： 煤层 预抽 长钻 孔 （０ 由下 石 本 ８０ｍ）
作者简介： 白永筱 （９ ４ ） 男 ， １６ 一 ， 陕西 宜君人 ， ８ １ ５年毕业 于陕西煤 ９ 炭工业学校 ， 研究生学历 ， 工程师， 铜川矿 务局下石节煤 矿生产副矿 长。
煤矿瓦斯抽采定向长钻孔高效成孔工艺研究
摘
向 长钒 高 孔工艺 研究
党利鹏 （ 陕西 陕煤 黄陵矿业有限公司 。 陕西 延安 ７ ２ ７ ３ ０ ７ ）
要： 定 向长钻 孔瓦 斯抽 采工艺在煤矿井下 的应 用 ， 有效解决 了矿井 瓦斯治理以及生产接续的难题 ， 为 煤矿井下 安全作 业奠定
了基础。本文分析 了煤矿瓦斯抽采定 向长 钻孔工艺的优越性 ， 在此基础上对定 向长钻孔高效成 孔工艺 及瓦斯 抽采效果进行研究。 关键词 ： 煤矿 ； 瓦斯抽采 ； 定向长钻孔工艺
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ８ ． Ｏ ６ Ｏ
中图分类号 ： Ｆ ４ ０ ７ ． ２ １ ； Ｔ Ｄ ７ １ ３ ． ３
一
文献标志码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８— ０ １ ０ １ 一 ｏ ２
煤矿 瓦斯抽 采定 向长钻 孔工 艺 的优越 性分 析 定 向长钻孔 工 艺具 有 以 下优 点 ： 其一 ， 瓦斯 抽 采 效 果 非 常 高 。定 向 长 钻 孔 工 艺 的 单 孔 平 均 流 量 能 够 达 到， 百米钻孔瓦斯平均流量能够达到， 这两项数值分别 为 同等地 质 条件 下 穿层 钻 孔 的 ５ ０倍 和 ９倍 。此 外 ， 常 规 的 穿层钻 孔 瓦 斯抽 采 浓 度 约 为 ４ ０ ％左右 ， 而 定 向长 钻孔 的瓦斯 抽采浓 度高 达 ９ ５ ％ 以上 ， 平 均 浓 度 约 为 ８ ０ ％， 相 当于穿 层 钻 孔 的 ２倍 ； 其二， 能 够 补 充 较 为 精 确 的地 质 资料 信息 。定 向 长钻 孔 工 艺 能够 借 助 其 分 支 技 术 探 明井下 煤层 顶板 、 底 板 以及 断层 等 地 质情 况 ， 这 样便 可 以为煤 矿企 业补 充 较 为精 确 的矿 区地 质 资 料 信 息； 其三 ， 钻孑 Ｌ 施工 作业 具 有 较 强 的适 应 性 。常 规 的穿 层 钻 孔施工 工 艺 经 常会 受 到 时 间 和 空 间 的 制 约 ， 一 般 需 要在 区段 底 板岩 石集 中 巷形 成 之 后 方可 进 行 钻 孔施 工， 而定向长钻孔工艺则不会受到这些 限制 ， 其能够在 现 有 的井 下巷 道 内利 用 钻 机 精 确定 向 技 术 施 工 钻 孔 ， 进 而完 成对 目标 区域 瓦 斯 的抽 采 作 业 ； 其 四， 钻 孔 覆 盖 范 围大 。常 规 的穿层 钻 孔在 施 工 过 程 中会 受 到 岩 石集 中巷 以 及 机 械 设 备 的 制 约 ， 抽 采 区 域 范 围 内 大 约 有 ５ ０ ｍ 左右 的盲 区 ， 而 定 向长 钻 孔 由于 能 够 借 助 其 钻 进 分支 技 术 ， 从 而 可 以将 钻 孔 覆 盖 到整 个 抽 采 区域 ， 这样 便 能够 消 除抽 采 盲 区 ， 同 时水 平 分 支 孔 还 能 够 进 一 步 提 高煤 层 的透 气 性 ， 有 助 于 瓦 斯 抽 采 效 果 的 提 升 。综 上， 定 向长钻 孔 瓦斯 抽 采 工 艺 有 着 穿层 钻 孔 无 法 比拟 的优越性 ， 值得在各大煤矿推广应用。 二、 定 向长钻孔高 效成孔 工艺及瓦斯抽 采效果研 究 （ 一） 煤矿 井下 顶板 岩石 定 向长钻 孔 瓦斯抽 采 工 艺 １ ． 钻 孔 布置 。定 向 长钻 孔 瓦斯 抽采 工 艺 成 败 的关 键在 于 钻孔 布 置 得 是 否 合 理 。通 常 情 况 下 ， 在 确 定 层 位 时应充 分 考虑 以下 两 个方 面 的 因素 ： 其一 ， 钻 孔 应 当 布置 在 裂 隙带 内 ， 最佳 布 设 位 置为 裂 隙带 的 中上 部 ， 尽 可能 不要 过 高 或 是 过 低 ， 这 样 不 仅 有 助 于 确 保 瓦 斯 抽 采 的浓度 和 抽 放 量 ， 而 且 还 能 够 避 免 钻 孔 过 程 中 因为 岩层 强 烈移 动 而 被 切 断 使 抽 放 失 败 的情 况 发 生 ， 采 空 区上 方裂 隙带 的 高 度 大 致 为 实 际采 高 的 １ ０～３ ０倍 左 右； 其二 ， 应当尽量选择 中硬 岩层作为布孑 Ｌ 层位， 避免 钻 孔 布设 在 软 弱 岩 层 上 ， 这 样 能 够 显 著 减 少 由于 跨 孔 造成 钻孔 堵塞 的情 况 发 生 。钻 孔 在煤 层 倾 斜 方 向 布置 可 以按照 ０形 圈理 论 以及 采 场通 风 条 件 对 瓦斯 流动 性
大孔径超长定向钻孔综合瓦斯抽采技术
项新 的技术 途径 ，如何设 计钻 孑 的布置参 数 ，达 到最 优 Ｌ
瓦斯抽采效果 是该 技术 的研 究重点 。为此 ，在 沙 曲煤矿 进
行 了实 验 研 究 。
１ 矿 井概 况
沙 曲煤矿 属高 瓦斯 且 具有 煤 与 瓦斯 突 出危 险 的矿 井 ， 首采煤层为 ４号 煤 层 ，１２ ５综采 工 作 面为倾 斜 长壁 工 作 ４０ 面 ，工 作 面底 板 标 高 在 ＋３０～４ ０ 之 间 ，平 均 煤 厚 为 ８ ４ｍ
约 ２ ０ ｍ。 ５ｍ
随着人们对矿 井瓦 斯认 识 的逐步提 高 ，矿井 瓦斯 防治 逐 渐由传统单一 的瓦斯 抽放 转变 为综合 瓦斯 抽采 。大孔径 超 长定 向钻孔综合瓦 斯抽采 技术 是治 理工 作面 瓦斯 隐患 的
一
２ 大 孔径 定 向长钻 孔布 置及 参数 ２ １ 顸板 长钻 孔抽 采钻 孔布 置及 参数 ．
硬 岩层 ，裂 隙带 的高度可 由式 （ ） １ 计算得 出：
Ｈ
＝——＝ 。一 一
１０ －Ｍ ０ ＂ ３
力钻 机采用螺旋式钻杆 ，钻孔最 大长 度约 ２０ ５ ｍ，钻 孔孔径
收 稿 日期 ：２ １ ００—１ ０ １— １
１ ∑Ｍ＋． ． ６ ３ ６
±５ ６ ．
（） １
一
作者简介 ：王
明（９ ５一 ） １８ ，男 ，山东 临沂人 ，２０ ０ ８年 毕业 于山东科 技大学 采矿 工程专业 ，现从 事瓦斯 治理及 采场
矿压控制等方面 的研究 。
目前 ，国内大部分 矿井 采用 顶板 岩石巷 道抽 放邻 近层 和采空 区瓦斯 ，并 取得 较好 的抽放 效果 ，但岩石 巷道 的掘 进费用较大 ，如 能采用 岩石 长钻孔 代替 抽放 巷道 ，抽 放成 本将大大降低 ，并 且 能提高 瓦斯抽 采浓 度 ，减少 作 面准 备时间 。为此 ，在沙 曲煤 矿 １２ ５工 作 面进行 了顶板 岩石 ４０ 水平定 向长钻孑 抽放邻 近层 瓦斯的试验 。 Ｌ 合理 的 钻 孔 布 置 层 位 是 长 钻 孔 抽 采 瓦 斯 成 败 的关 键 。合理层位 的确定 主要考 虑两个 因素 ：① 钻孔必须 布置在裂 隙带 内，最 佳位置 为裂 隙带 中上部 ，位 置太 高 抽 不 出瓦斯 ，位置 太低 抽 出瓦斯浓 度偏低 ，同时 又可避 免 钻
瓦斯防治32条
瓦斯防治会议纪要三十二条重点内容根据“5·14”“5·22”两起事故在瓦斯防治方面暴露出的问题以及在瓦斯防治方面存在的差距，必须推进既定的重点工作措施，加强对新问题的研究，形成新举措（一）强力推进的重点工作措施1．推进突出煤层回采工作面实现顺序开采布置。
突出煤层新采（盘）区回采工作面必须按照顺序开采方式布置，严禁跳采方式布置；现有生产的采（盘）区要修改设计，明确时间，有计划逐步过渡到顺序开采；对已经形成的开采应力集中“孤岛”工作面，因大构造、灾害区、开采边角区等可能形成开采应力集中“孤岛”工作面的，回采时要按规定制定并采取特殊安全措施。
2．推进穿层钻孔预抽牒巷条带瓦斯区域防突措施中，加大钻孔控制巷道两侧范围，倾斜、急倾斜牒层巷道上帮轮廓线外达到40m，下帮达到20m：其他为巷道两侧轮廓线外达到各30m。
3．建立瓦斯抽采专业化打钻队伍，提高打钻质量；推进建立第三方专业化打钻机制，实现打钻、验收、效果评价主辅分离和相互制约监督。
4．建立单孔瓦斯抽采浓度、抽采纯量的考核和分析机制，明确单孔瓦斯抽采浓度的最低标准，凡单孔瓦斯抽采浓度达不到要求的，必须分析原因并采取有效的处理措施。
新封孔单孔预抽瓦斯浓度低于30％的，必须改进封孔措施，提高封孔质量。
在未进行区域消突达标之前，单孔预抽瓦斯浓度低于5％的，必须采取重新封孔、修孔、补打钻孔或水力冲孔等措施。
5．推进瓦斯抽采钻孔参数定期（不超过10天）测定并建立分析制度。
6．推进瓦斯抽采单元（200m为一个单元）在线检测和定期分析制度，并作为瓦斯抽采达标的重要依据。
7．推进煤巷由消突到应抽尽抽转变，实现掘进速度正常化。
8．推进顶（底）板穿层钻孔抽采巷保持正常通风和维修，保证人员可以进入检查瓦斯抽采情况或实施补孔、修孔等作业9．建立矿、科区队领导区域校检、验证工作现场盯守监督管理机制，堵塞区域校检、验证不规范或假校检、假验证的漏洞。
10．加强对自救器使用的培训，并纳入企业检查和执法检查内容，改进自救器佩戴方式（独立佩戴），确保事故状态下能“拿得出、戴得上”。
工作面瓦斯抽采钻孔施工安全技术措施
⼯作⾯⽡斯抽采钻孔施⼯安全技术措施⽡斯抽采钻孔施⼯安全技术措施⼀、概况综合机械化采煤⼯作⾯位于井⽥的东南部，是我矿的第⼀个综采⼯作⾯。
沿煤层⾛向布置,设计⾛向长1800⽶，⼯作⾯长200⽶。
矿井⽡斯基础参数测定，10号煤层透⽓性系数为765m2/Mpa2d，符合抽采指标10～0.1/Mpa2d，属于容易抽采的煤层。
根据《⽡斯抽采设计》采⽤本煤层抽采和采空区抽采相结合的⽅式进⾏综合抽采⽡斯。
为确保钻孔施⼯过程中安全、顺利的进⾏，特制定安全技术措施。
⼆、钻孔布置1、顺层布孔法为了提⾼本煤层⽡斯抽采率，从切眼外10⽶处开始到停采线结束，此范围布置⼀排垂直于顺槽采帮的平⾏钻孔，钻孔沿运输顺槽及回风顺槽两侧布置，钻孔间距3⽶，倾⾓与煤层倾⾓相同，孔向平⾏回采⼯作⾯，开孔位置距煤层底板1.5⽶，钻孔深110⽶，两侧钻孔错距20⽶，采⽤聚胺脂封孔。
顺层布孔⽅法钻孔揭露煤层⾯积⼤，在煤体中打钻速度快、成本低，采⽤未卸压⽅法抽采厚煤层⽡斯时，⼀般优先考虑顺层布孔的⽅式，故本⼯作⾯布置顺层平⾏钻孔⽅式进⾏本煤层预抽，孔间距3m。
其优点在于：既可保证⽡斯预抽的均衡性，还可充分利⽤⼯作⾯超前采动卸压效应，实⾏边采边抽提⾼本煤层⽡斯抽采率。
本煤层钻孔特征如下：钻孔间距：3m；钻孔直径：开孔φ94mm；终孔φ75mm；钻孔⾓度：与煤层倾⾓相同；钻孔夹⾓：沿煤层°；钻孔位置：布置在煤层中；钻孔长度：110m；孔⼝负压：18000 Pa；封孔⽅式：采⽤囊袋式封孔；封孔深度： 8m。
采空区⽡斯抽采⽅法，在⼯作⾯回风顺槽内，沿空埋管进⾏抽采。
可以避免因⼯作⾯上隅⾓因风流不畅引起⽡斯超限。
为了达到更加理想的⽡斯抽采效果，设计在回风巷顶板间隔30⽶布置⼀组⾼位钻孔。
2、⾼位钻孔回风巷施⼯，从开切眼外80m处开始，此范围内布置⼀组⾼位钻孔，沿回风巷单侧布置，钻孔间距为30m具体参数见下表。
钻孔特征表孔号钻孔直径竖直⾓⽔平⾓开⼝位置孔深孔⼝负压Pa 开孔φ终孔φ1 94mm 75mm 12 12顶板65180002 94mm 75mm 8 15 653 94mm 75mm 12 20 65三、钻孔设备选⽤ZDY1200S全液压坑道钻机。
超大直径钻孔治理上隅角瓦斯工艺研究
超大直径钻孔治理上隅角瓦斯工艺研究摘要：煤矿综采工作面在回采过程中受回采工艺、通风方式、采空区管理水平等影响，工作面上隅角出现瓦斯积聚现象，导致工作面经常因上隅角瓦斯超限引发断电事故，不仅加大了上隅角瓦斯治理难度，降低了工作面回采速度，而且很容易发生瓦斯爆炸事故，威胁工作面的安全生产。
所以，在回采期间，综采工作面必须采取合理、有效的上隅角瓦斯治理措施，减少上隅角瓦斯积聚现象。
关键词：上隅角瓦斯;瓦斯抽放;瓦斯治理;超大直径钻孔引言当下，我国煤矿开采深度逐渐拓展且社会各方发展对煤炭资源的需求量不断增加，瓦斯涌出量也相应增多，这对煤矿企业安全生产构成较大威胁，尤其是瓦斯突出每层的情况较为严重，造成开采挖掘作业持续失调，对社会经济发展形成一定制约。
现已证实，采煤工作面上隅角为瓦斯最集中的区域。
瓦斯不单纯是煤矿资源开采期间的主要自然灾害之一，还是较好的发电能源。
1超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术1.1技术原理U型通风方式下，在工作面回风巷和邻近的辅助巷之间布置超大直径钻孔对上隅角瓦斯进行抽采，使上隅角附近形成一个负压区，既可以截流携带高浓度瓦斯的漏风流，又可以转移上隅角附近的低能点，让大部分漏风回到抽采系统中，从而实现治理上隅角瓦斯超限的目的。
1.2大直径钻孔护管安装及封孔方法钻孔施工完毕后，利用钻机起吊装置在钻孔内安装专用护管，安装前首先将尖头与第一节护管固定牢靠，利用钻机推力将首节护管水平吊至钻孔内，贴近钻杆位置并调整护管平整度，确保与钻杆平行，开始安装第一节管路。
需注意将护管连接头留在钻孔外侧，与下一节护管依次连接使用钻机推入钻孔内，依次循环，待护管贯穿整个大直径钻孔后卸下尖头，安装堵片，完成护管安装工作。
钻孔护管安装完成后应对钻孔及时封孔，封孔采用注浆封孔方式，由注浆泵提供动力将聚氨酯通过注浆管注入钻孔，注浆之前在封孔管两端用棉纱进行封堵，两端封孔深度均不小于3m。
1.3成套装备现已形成完整的超大直径钻孔施工钻机成套技术与装备，其主要由主机、电控系统、液压系统、钻具、运输系统五大部分组成。
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用护3 外平高强度钻杆, 1s ; u n 长度 . m ③稳定
器.直槽型结构, 表面焊有方柱状硬质合金, 起保径
1 运顺1 45 3 钻场: # 布置两个长 钻孔. # 1 孔设计
抽放时间内, 抽放浓度由8%降至4 抽放瓦斯量 0 %,
25 3 . . m/ 降至01 m/ , 而 . 3 钻孔瓦斯衰减系数 4 而n
万方数据
第 6期
陈跟马 大直径长钻孔掘进瓦斯预抽技术研究
22 抽放效果分析 . 45 1 运顺掘前两个月, 45反风道及 四轨下 在 1 钻场, 沿运顺走向分别在45 1 运顺两边各施工两个
6%. 区段施工大直径, 0 45 1 长钻孔 1 个, 2 完成钻 孔总长度 6 m 1 .掘进期间的瓦斯抽采率达到了 1 5 6%, 0 消除了瓦斯影响, 按期完成了45 1 区段的掘进
工程 .
等级 定结果: 鉴 绝对瓦斯涌出量8.3 m , 57 m/i 相 3 n
对瓦 斯涌出量为3.8 t , 34 m/ d属高瓦斯矿井.煤 3 .
浓度降低到5 %.
1 Z 3 4 5 6 7
8
0以 一 幻四川 g lU型压差计/ 个 A 一 高浓度瓦检器/ G Q 2 台 A G一 低浓度瓦检器/ Q 1 台 高负压瓦斯采样器 小5二 孔板流量计/ 1 0 套 矿山罗盘仪/ 台 坡度规/ 只
皮尺/ 只
繁 数 量 50
760 彻 期 50 50 30
2 钻孔成孔工艺及抽放效果分析
21 钻孔成孔工艺 . 使用钻具: ①钻机.采用煤炭科学研究院西安 分院研制的 M 7 K一 型全液压坑道钻机; ②钻杆.采
长度2 m中1m 度为7 m 开 m孔 6 ,1 m长 0 3 o . 孔6 , 径 为中0 m . 3 m 经观测,孔在 1 半年的 # 抽放时间内, 抽 放浓度由8%降至2%, 0 0 抽放瓦斯量53 3 i . m/ n m
层, 平均可采厚度 1 m 为中灰, 2 , 低磷, 不粘结长焰 煤. 矿井煤系地层中煤, 气共存.20 年瓦斯 油, 07
2E6 泵抽放系 主管路为中0 m BC0 统, 50 m钢管, 支管 路均中 0 m 30 m钢管.掘进施工期间该区段抽出瓦 斯量为548 m. 9.万 3 其中大孔径, 长钻孔瓦斯抽放 技术抽出瓦斯量为 369万m , 5. 3占总抽放量的
气) 含量最大可以达到6 时.由于矿井主采煤 m/ 3
层和临近层原始瓦斯含量大, 瓦斯压力高, 给矿井的 掘进工作造成很大困难.为解决瓦斯困扰, 经与煤 科总院西安研究院钻探研究所合作, 在陈家山矿
巷道的中 上部, 封孔采用中5 m 1 m钢管, 0 缠聚胺脂
封孔, 封孔深度为 6m, 封孔长度 1 m .现选择有代 表性的几个孔作以研究分析. 四轨下延伸钻场: 四轨下延伸钻场布置两个钻
12 观测仪器仪表 . 观测仪器仪表见表 1 .
表 1 观测仪器仪表统计表
序号
名称
m其中煤孔3 m 岩孔2 , , 4 , 8 7 孔径均为中5 2m 1 3
m .经观测, m 在半年的抽放时间内,# 1孔抽放浓度 由2%降至5 抽放瓦 0 %, 斯量0s , 降至02 . m/ 而n . 5 m/ n钻孔瓦 3 , 而 斯衰减数0o2 m/ , . 3 3 抽放6 d 个月 后C 4 H 浓度降到5 2孔抽放浓度由4%降至 %. # 0 1%, 0 抽放瓦斯量l 3 i降至05m/ , m/ n m . 3 而n钻孔 瓦斯衰减系 .刃 6 3 . 数0以 4 m/ 抽放1 个月后c d 0 4 H
第 6期
陈跟马 大直径长钻孔掘进瓦斯预抽技术研究
大直径长钻孔掘进瓦斯预抽 技术研究
陈跟马
( 铜川矿务局陈家山煤矿, 铜川 770) 陕西 21 2
摘 要: 通过大直径长距离钻孔掘进瓦斯预抽技术在现场应用的观测, 分析了 抽放效果及影响抽放 效果的制约因素, 提出钻孔合理布置参数. 关键词: 大直径长钻孔; 瓦斯预抽; 布置参数 中图分类号:D 1. 文献标识码: T 726 2 A 文章编号: 7 - 4X 20 ) - 09 3 1 1 9 (070 01 - 6 7 6 0 0 引言 ' 陈家山煤矿位于陕西省耀县北部, 焦坪矿区西 部边缘井田, 17 年和 18 年分两期投产, 于 99 92 设计 年生产能力为1 万t 5 0 , 井田走向长55 , . 倾斜长 k m
层具有自 然发火性, 发火期一般为 3 6 - 个月, 最短 2 d 4 a煤尘具有爆炸性, 爆炸指数为3.2 50%.
经煤炭科学研究总院重庆分院测试, 矿井4 - 2
煤层瓦斯压力 02 04 a含量为 5 1 一 .8 . 一 . P , M .6 62
1 长钻孔抽放参数
钻场设计依据满足钻孔布置, 钻机操作及扩散 通风的需要确定.钻场规格为:. 26mx 7mx , 4m 钻场为锚网支护.
万方数据
2 0
陕 西 煤 炭
27 ) X ( 年
中0 I . 孔 3 n 2 设计长 o m 煤孔, 孔 l # 度s 全 终 距运
顺帮 巧 m 距巷道顶板垂直距离sm处.实际施工 ,
0以 阵m/. .洲 3 抽放6 d 个月后c ; H 浓度降低到3 %. 2 # 孔在半年的抽放时间内, 抽放浓度由8%降至 5
I/ , 煤层瓦斯和含油层油气运移, n 由于 3 t 煤层顶板
和底板砂岩层中富含有瓦斯和油气.据测定, 顶板 砂岩层瓦斯( 油气) 压力为 03 06 a瓦斯( . 一 . P , M 油
11 钻孔布置及抽放参数 .
钻孔布置于待掘巷道两帮, 开孔距巷帮 25 .- 35 沿走向布置, . m, 终孔布置在巷道帮5 1 m的 - 5
s m全钻孔.终孔位置距 45 o 1 运顺帮 1 m 距巷 8 , 道顶板垂直距离 3m处.实际施工长度 6 m, 2 1 孔
4 灌浆 5# 3 计长 o m 为 5 1 巷2 钻场:孔设 度s , 全 " 煤孔. 实际施工长度3l . l m 其中中5 l 长度 1 u 3n 2 m中1m 度为s m 经过观 3 半 6 ,1 m长 o 3 l. 测, 孔在 #
31 制约抽放效果因素分析 .
合理的钻孔布置参数是决定抽放效果的关键,
解决掘进巷道瓦斯涌出大问题时, 开孔位置距巷帮
孔距巷道平距宜在 5 1 m 距巷道顶板垂直距离 一 5 , 宜在3 5 一 m范围, 30一 0 m 孔深 0 60 .抽放钻孔封 孔深度及质量直接影响抽放瓦斯浓度及孔口负压. 通过多数孔的混合抽放量的观测, 可以看出, 混合抽 放量衰减不明显, 说明封孔深度不够, 封孔不严密. 4 mn 运顺回风流瓦斯浓度由09 m/ i 3 . .%降至. 管路连接质量及放水情况, 对抽放效果有一定影响. 5 %.然后随着掘进, 每隔 7 m左右迈步布置小孔 5 32 有待解决的问题 . 经短钻孔钻场, 每个钻场布置3 个孔, 1 m 每孔 5 o 0 长钻孔终孔定位上, 还有些偏差, 属成孔工艺 采取以上各项措施后, 使运顺由1 m掘至1 00 5 30 上的问题, 5 还有待解决. 封孔深度现为6m 应加深 , m 此时已掘到大直径长钻孔的终孔位置, , 回风流瓦 到1 1 m M - 0 5 7 , K 钻机自 重大, 搬运困 移钻 难, 斯浓度逐渐升至09 向前应继续施工大直径长 .%, 占 用时间长. 钻孔, 因地质资料表明, 煤层在前方有一较大的向斜 4 结论
5 0
l 0
金额 / 元
20 5 12 5 0 l2 5 ) ( 1 0 5
21X 洲 ) 5 o 1 o 0 6
合计
61 0
1 运顺1 45 号钻场: 孔设计长度3 m全煤 2 1 奋 0 5
孔.终孔位置距 45 1 运顺帮 r m 距巷道顶板垂直 o ,
距离4 m处, 实际施工长度3 m 0 3 .其中中9 I 1 n 3l
45 段进行大孔径, 1区 长钻孔掘进瓦斯预抽技术试
验研究.
45 1 区段掘进期间瓦斯绝对涌出量为3 3 0一 8
收稿日期: 0 一 _ 2 7 的 2 0 6
作者简介: 陈跟马( 6 一 , 1 6 )陕西富平人, 8 年毕业于陕西煤炭工 9 17 9 业学校, 0 年毕业于西安科技大学, 2 1 0 采矿工程师, 现任铜川矿务局 陈家山煤矿副总工程师.
m/ i 平均3 m/i 45 3 n m, 3 mn 1 综放工作面设计走向 3 ,
长度 1 m 倾斜长度 1 m 巷道工程7 m 70 8 , 6 , 5 80 0 , 其总瓦斯储量为 1 0 〕 m.该区段设两套 5 万m 0 3
37 , . k 井田面积为2. m 04 k 扩.主采侏罗系4 - 2 煤
长度 30m全煤孔.终孔位置距 45 5 1 运顺帮 1 , 0m 距巷道顶板垂直距离 3m处.实际施工长度 3 0
作 ④ 头 采 六 规 的 头: l ,9 用; 钻 . 用 种 格 钻 护S 中 n u 4
m ,1 m ,1 n ,1 n ,3 n ; 中 1 m中5 u 中9 u 中0 u ⑤测 3 3 3 斜仪. Q I C 一 A型磁球定向测斜仪, 对钻机进行倾
瓦 衰 系 . 2 m d 抽 3个 后c 斯 减 数0 6 3 . 放1 月 H o / 4
浓度降低到5 %.
1 钻 1 孔瓦斯流 %, 量由l , i降至0s , i m/ n m . m/ n m,
钻孔瓦斯衰减系数为o3 m/ , o5 3 抽放7 d 个月后浓度 降到5 2孔抽放浓度由8%降至5%, %. # 8 0 瓦斯流 量由1 m/ i降至4 3 i 钻孔衰减系数为. 2 ,n m m/ n m, o5 m/, 2个月后c 4 7 , 抽放1 d H 浓度降到5 %. 1 反风道钻场: 45 布置两个钻孔, 孔设计长度 1 #