鹤煤八矿瓦斯抽放现场会汇报材料(定稿)

科技创新多措并举

努力提升矿井瓦斯抽采水平

--鹤煤八矿瓦斯治理技术交流材料

一、矿井概况

八矿位于鹤壁矿区南部，井田南北走向，东西倾向，面积约。1958年建井，1960年投产，矿井设计生产能力为a，1970-1974年扩建为a，2006年矿井核定生产能力为a。

矿井开拓方式为立井、斜井混合式开拓。通风方式为混合式，通风方法为抽出式通风，共有四个进风井和两个回风井，总进风量11000m3/min，总回风量11684m3/min。布置有30、31和32三个生产采区，均实现了分区通风，并设有专用回风巷，能够满足安全生产需求。

2002年8月鉴定为突出矿井，2010年矿井瓦斯鉴定结果为：绝对瓦斯涌出量／min，相对瓦斯涌出量／t，矿井瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井。煤层瓦斯含量，瓦斯压力，煤层透气性系数属于勉强可抽放煤层。

矿井抽采系统健全，共建有瓦斯抽采系统5套，分别为地面广场和新风井瓦斯抽放泵房及井下南翼、北翼和中央移动抽放泵站，安装瓦斯泵10台，额定抽放能力400m3/min，实际抽放能力

150～200 m3/min，抽放浓度～22％，月抽放量65万m3左右，矿井瓦斯抽放率40～45％。矿井实现了瓦斯分源抽放，分源治理。

二、瓦斯治理理念的转变及区域瓦斯治理的必要性

我矿在这几年生产过程中逐步体会到，瓦斯已成为制约矿井安全生产的瓶颈，瓦斯问题得不到有效解决，高产高效将成为空谈，矿井长远发展也无从谈起。为此，痛下决心，更新理念，在瓦斯抽放上抱定了“只有打不到位的钻孔，没有抽不出的瓦斯”的理念，真正树立了“治理瓦斯就是解放生产力，治好瓦斯就是发展生产力”的瓦斯治理理念，将瓦斯治理作为安全一号工程，依靠技术创新，实现抽放技术突破。

鹤煤八矿依据自身条件，在不具备开采保护层条件的情况下，通过不断实践总结，摸索出了一条适合矿井实际的底板抽放巷穿层钻孔抽放治理瓦斯技术，解决了煤巷掘进消突和工作面采前预抽技术难题。通过施工穿层抽放钻孔，既可预抽煤巷条带煤层瓦斯，消除煤巷掘进期间的突出危险性，又可通过底板抽放巷顶板扇形钻孔抽放，充分预抽工作面回采区域中下部瓦斯，以达到减小或初步消除回采工作面突出危险性的目的，还能预先探清采煤工作面地质构造和煤层厚度，为决定开采方式提供科学依据。

三、提高瓦斯抽采效果的措施

（一）底板抽放巷穿层钻孔布置

1.底板抽放巷及抽放钻场布置

3203底板抽放巷布置在距煤层底板23m的岩层内，巷道设计断面为 m× m，采用锚网喷支护。底板抽放巷抽放钻场在底板抽放巷下帮开掘，钻场间距20米，深度4米，断面为 m× m，采用锚网喷支护。如图1所示。

图1 底板抽放巷及抽放钻场布置关系图

2．穿层抽放钻孔布置

布孔原则：①钻孔在预抽区域内均匀布置，并穿过煤层全厚进入顶板；②钻孔终孔间距以实测有效抽放半径为基础进行设计；③孔径94mm，以提高抽采瓦斯浓度。

设计施工方案：底抽巷内穿层钻孔设计与施工分前期和后期两步进行。

第一步前期预抽，主要是为煤巷掘进防突服务。在底板抽放

巷抽放钻场内打钻，对下顺槽周围煤层瓦斯进行条带区域预抽。每个钻场布置8排7列56个孔，钻孔直径94 mm，沿煤层倾斜方向呈扇形布孔，钻孔控制到下顺槽轮廓线外上帮26 m、下帮16 m范围，钻场、钻孔布置如图2和图3所示。

图2 底板抽放巷钻场内穿层钻孔平面布置示意图

图3 底板抽放巷钻场内穿层钻孔剖面布置示意图

第二步后期预抽，主要是为采煤工作面回采防突服务。为避免打钻与底板抽放巷掘进相互影响，待底抽巷掘进贯通形成系统或煤巷进入施工后，在底板抽放巷内，每隔10m布置一个顶板扇形抽放钻场，每个钻场布置12个孔，钻孔沿煤层倾斜方向呈扇形布置，钻孔直径94 mm，对整个工作面瓦斯进行区域预抽，可

有效解决工作面中下部瓦斯较难抽放的问题，钻孔布置如图4和图5所示。

图4 底板抽放巷顶板扇形穿层钻孔平面布置示意图

图5 底板抽放巷顶板扇形穿层钻孔剖面布置示意图

（二）改进打钻技术

1．实施大直径钻孔从源头上提高瓦斯抽放量

遵循“五大一深”抽放模式中“大钻孔”原则，开孔孔径不得低于94mm，孔间距、排间距均按布置钻孔，做到横成排纵成列，以便封孔后规范连接。通过实践证明：增大钻孔直径可以有

效提高瓦斯抽放量，过去施工的穿层孔直径只有75mm，孔径较小，瓦斯抽放效果不好，通过加大钻孔直径，单孔浓度达到了80%以上，取得了很好的抽放效果。

2．松软煤层复杂地质条件下本煤层深孔打钻技术

打钻工作是瓦斯抽放最基础工作，钻孔深度、钻孔控制范围直接影响着瓦斯抽放和消突效果，为此，我矿在施工钻孔方面重点做了以下两项工作：

在控制钻孔定位和定向方面，由区队技术员负责，将抽放设计中钻孔方位角逐一转换成与巷道中线的夹角，并在井下现场施工图版上，与钻孔其它设计参数一并标出，在钻场内，按照横成排纵成列要求确定出钻孔开孔位置后，将巷道中线平移到钻孔开孔处，利用半圆仪标定出钻孔方位，然后按照钻孔设计倾角进行施工。

在保证钻孔深度方面，由于八矿煤层松软，透气性差，地质构造复杂，并伴随有应力集中，瓦斯含量高，瓦斯压力大等不利因素，在钻进过程中容易造成喷孔、卡钻、塌孔、断钻杆、丢钻杆、掉钻头等事故，导致抽放钻孔深度相对较浅，达不到设计要求，影响钻孔深度和消突效果。为解决这一技术难题，八矿从更新设备，改进软煤打钻工艺入手，采取了以下措施后，使打钻深度突破了110m。

一是引进大功率、大扭矩钻机，淘汰落后的小功率钻机，实施深孔打钻技术，提高钻进深度。

二是消灭4寸管径以下的压风管路，满足打钻所需风量、风压的要求，打钻地点风压必须达到以上，风量达到2-3m3/min。

三是改进软煤打钻工艺，严格遵循“低压慢速、边进边退、掏空前进”的原则，重点掌握好压力、速度和排渣三个环节，防止喷孔、卡钻等动力现象发生。

在32011南工作面下顺槽利用300型大功率钻机实施深孔抽放钻孔后，孔深突破了110m，上下顺槽钻孔相互搭接，消除了抽放空白带。

（三）创新封孔工艺

众所周知，钻孔封孔是瓦斯抽放工作中最为关键的环节，封孔质量的好坏直接影响抽放效果。八矿最初采用的是布缠钢管倒马丽散封孔方法，封孔长度6m。由于封孔长度短，封孔材料密封性差，造成封孔效果不佳，新带抽的钻孔浓度大部分在45%以下，而且衰减时间快，衰减幅度大。为了解决这一问题，八矿自购了多种新型封孔材料，在封孔工艺改进方面进行了三次创新，都取得了显著效果。

1．应用浓度衰减钻孔封孔堵漏工艺

对浓度已衰减的低浓度钻孔，重新进行封孔堵漏，提高钻孔抽放浓度。具体做法是：对井下带抽的浓度低于20%的所有钻孔进行掏孔，然后在原来封的6m长直径1寸封孔钢管内重新续接一根10m长直径为6分的铝塑管，并预先对外口进行临时封堵，封堵后，采用专用封孔泵向两封孔管之间的间隙内注马丽