掘进工作面瓦斯治理方案

盘县天成煤业有限公司

顺源煤矿

掘进工作面瓦斯治理方案

编制日期：2012年2月1日

根据目前顺源煤矿掘进工作面瓦斯涌出异常情况分析，结合国家煤矿相关《规定》的要求，顺源煤矿探索一套适合本矿发展的瓦斯治理方案。

一、目前顺源煤矿瓦斯涌出异常情况分析

根据《贵州大学勘察设计研究院》及钻勘资料分析，顺源煤矿可采煤层最大埋深约690m，初期一采区开采时一水平（+1500m标高）以上最大埋深约340m，所以说顺源煤矿开采深度越大，矿山压力就越大，瓦斯涌出量就增大，瓦斯梯度加大，煤与瓦斯突出的可能性大，所以工作面在掘进和施工钻孔过程中有瓦斯超限、施钻有喷孔、有煤炮声现象。

二、目前顺源煤矿瓦斯治理情况分析

1、通风系统管理分析

目前顺源煤矿现在还是扩能技术改造阶段，通风系统不稳定，原有巷道断面积小，再加上巷道起伏比较频繁，这样会造成矿井通风阻力增大，会导致风量不稳定，再加上掘进工作面局部通风管理不到位，漏风系数较大，到掘进工作面迎头的风量较小，所以炮后会引起迎头和回风流瓦斯超限现象。

2、瓦斯抽放系统管理分析

（1）、目前顺源煤矿瓦斯抽放系统管理不完善，抽放队伍及防突队伍人力不足，所以导致瓦斯治理滞后，井巷工程开掘速度较慢。

（2）、抽放管路放水器安装位置不合理，而且放水器的装水容量

较小，放水器的安装位置必须安在巷道低洼点和变坡点的位置。

（3）、抽放管路积水较多，没有定期放水，管道积水较多，抽放系统阻力就增大，钻孔抽放效果质量差，所以煤体瓦斯没有得到有效抽放。

（4）、顺源煤矿瓦斯压力较大，布置钻孔必须在钻孔参数上下功夫，必须根据现场煤层的倾角及目前巷道的方位来确定钻孔的方位、倾角、钻孔深度及钻孔的终孔点控制范围等。

（5）、顺源煤矿瓦斯涌出量较大，目前使用的钻头直径为65mm，满足不了瓦斯抽放的要求，可以考虑改进钻孔的直径扩大钻孔，可以提高煤体瓦斯抽放效果，目前市场上钻头直径大小有65mm、75mm、94mm、108mm、133mm等，顺源煤矿可以考虑直径为75mm的钻头。

（6）、顺源煤矿掘进工作面耳垛钻场开掘深度及宽度距离不够，导致钻机在钻场施工困难，影响钻孔的施工质量。

三、顺源煤矿掘进工作面瓦斯治理方案

根据以上情况分析，结合现场实际情况，主要从钻孔的施工工艺、封孔方式及钻场的布置方式来探索一种适合顺源煤矿瓦斯治理方案，需要在实践中证明和不断改进。

1、钻孔的施工工艺

（1）、建议打钻工区购买5个孔径为75mm钻头，扩大瓦斯抽放钻孔的直径，钻孔直径越大，钻孔内释放出来的瓦斯就越多，提高煤体瓦斯的抽放效果。

（2）、钻场的布置方式及施工钻孔个数的确定

①、技术原理

顺源煤矿顺层长钻孔瓦斯抽放专项技术原理是在巷道两帮施工钻场，在钻场内和迎头沿巷道走向方向施工顺层长钻孔瓦斯抽放，以达到煤层瓦斯卸压、瓦斯抽放消除煤与瓦斯突出危险性，保证掘进工作正常进尺。

首先，通过顺层长钻孔抽放可以减少由煤体涌入巷道的瓦斯，这样可以降低风排瓦斯量；其次，钻孔的施工使煤体的地应力得到充分释放，瓦斯的抽采使煤体瓦斯压力显著降低，即通过降低发生煤与瓦斯出突的地应力和瓦斯压力来消除煤与瓦斯突出危险性。因此我们可以看出顺层长钻孔专项技术的核心是钻孔的施工、煤体的卸压和瓦斯的抽采、顺层长钻孔措施后的消突效果的检验三个环节。

②、钻孔长度的确定

由于顺源煤矿未对开采1号煤层相关参数鉴定，如瓦斯压力及煤层的坚固性系数（f的值），煤层的坚固性系数反映了煤体的本身的物理化学性质。

根据顺源煤矿煤层的赋存条件及煤层的平均厚度，再结合《防治煤与瓦斯突出》规定的要求，顺源煤矿钻孔长度设计在80m较为合理，因煤层厚度较厚,这样可预留前方20m保护煤柱，可掘进60m。

③、钻场内和迎头钻孔布置数量

首先在迎头施工4个抽放钻孔，钻孔深度为80m，钻孔直径为75mm，钻孔的方位角及倾角要根据现场煤层倾角情况另行设计。

上帮钻场布置钻孔5个，下帮钻场布置钻孔5个，上帮钻场钻孔

控制巷道轮廓线外20m，下帮钻场的钻孔控制巷道轮廓线外10m，钻场里面的钻孔实行边掘边抽放，每天24小时不间断进行抽放，迎头4个钻孔抽放的抽放时间为1天，从理论推算，在掘进期间允许的抽放时间（3天内）有效抽放半径为2m，迎头钻孔抽放时间只安排1天抽放时间，原因是施工迎头钻孔目的是起到巷道前方煤体瓦斯卸压作用，消除煤与瓦斯突出危险性，巷道在掘进过程中此4个钻孔起到排放瓦斯的作用，主要还是靠巷道两帮钻场对前方煤体瓦斯进行抽放。

④、巷道上、下帮钻场布置位置

为了保证前方煤体瓦斯能得到充分卸压和有效抽放，又能保证掘进工作面快速掘进，对上、下两帮钻场进行改进，顺源煤矿掘进工作面采用工字钢支护顶板，根本不存在顶板距离较大，不比锚杆支护巷道，可以考虑同步钻场，钻场之间的间距为60m施工一组，钻场的规格尺寸为：长3m，深2m，高2m，图如下：

钻场设计及钻孔示意图距离

孔间距

孔间距

帮控制

围

帮控制

围

6

⑤、封孔方法及封孔深度

本煤层抽放钻孔封孔深度不低于8m，穿层钻孔抽放钻孔封孔深度不低于5m，封孔材料用聚胺脂药液法加棉纱进行封孔，封孔管的直径为40mm pvc管，pvc管外露长度为200～300 mm。

2、钻孔施工进度、人员配备及掘进情况预算

在迎头先施工4个超前预抽钻孔，每个钻孔深度为80m，预计施钻时间为24个小时（1天），包括封孔时间在内，迎头钻孔施工完后，然后对迎头钻孔进行24小时（1天）抽放，施工人员按每小班3人配置，3人便于搬运钻机，节省出来的时间用于施工钻孔。

在迎头钻孔抽放24小时（1天）这个过程中，钻孔施工人员有1天时间来施工上、下两帮钻场的钻孔，孔数10个（上帮钻孔1号孔为65m其它4个孔都是80m；下帮1、2、3号孔为80m，4号孔为51m，5号孔为29m，布置钻孔的依据是以抽放半径为2～2.5m计算），预计24小时（1天）施工钻孔4个，剩下6个抽放钻孔一边掘进一边施工钻孔，预计要4个小班才能打完下帮钻场。利用迎头抽放的时间，施工钻场内的钻孔时，必须先施工上帮钻场钻孔，再施工下帮钻孔，因上帮揭露的煤层较厚，容易施工钻孔，下帮的钻孔倾角要以俯角施工，不容易施工。

一组钻场施工时间预算，钻场的规格尺寸为：长3m，深2m，高2m，一个小班可以施工一个钻场，包含顶板支护，2个钻场需要2个小班。