頂板高位走向鉆孔抽放效果研究

頂板高位走向鉆孔抽放效果研究
一、現狀分析
隨著我礦開采深度的加深，煤層瓦斯含量、瓦斯壓力、瓦斯絕對涌出量越來越大，瓦斯問題已經成為影響我礦生產的最大安全隱患。從工作面回風巷鉆場內，沿煤層走向在煤層頂板向采空區上方施工頂板高位走向鉆孔，抽放采空區頂板裂隙和冒落空間內積存的高濃度瓦斯，能夠切斷工作面老空區及下鄰近層瓦斯涌向工作面的通道，改變采空區流場分布，從而減少采空區瓦斯涌向工作面，保證工作面安全回采。
我礦以前對于鉆孔抽放效果分析不夠，施工鉆孔參數布置一直依據書本理論數據和其它礦井使用方法，造成施工鉆孔抽放效果時好時壞，在Ⅱ7222N工作面回采期間，頻繁出現瓦斯超限、影響生產事故。
二、整改方案
1、優化鉆孔施工參數，結合我礦實際地質情況，對施工頂板高位走向抽放鉆孔，使用先進的ＹＨＱ－Ｘ型全方位鉆孔測斜儀對鉆孔進行實際測量，保證鉆孔實際效果。
2、收集Ⅱ7222N工作面1～8＃鉆場施工的頂板走向高位抽放鉆孔實際鉆孔布置參數、瓦斯抽放參數和風巷回風流瓦斯參數，經過對資料進行整理分析發現：當高位走向鉆孔距煤層頂板法距10～12m時，鉆孔抽排瓦斯量很低；當法距在14～15m時（分析判斷該層位位于冒落帶頂部，裂隙帶下部），抽排瓦斯量較高且穩定（圖一）

頂板高位瓦斯鉆孔與煤層頂板法距（m）
圖一：鉆孔、頂板法距和抽放瓦斯量示意圖
當高位走向鉆孔距風巷平距在8～17m時，抽排瓦斯量較高，說明此范圍位于“O”型圈的離層區，裂隙發育；當平距大于17m時，抽排瓦斯量不穩定（圖二）

頂板高位瓦斯鉆孔與風巷平距（m）
圖二：鉆孔、風巷平距和抽放瓦斯量示意圖
通過以上分析，確定Ⅱ7222S工作面1～10＃鉆場施工頂板走向高位抽放鉆孔布置方案為，鉆孔終孔層位距煤層頂板13～16米（3～6倍采高），平面布置距風巷8～17米，并按照預定方案設計施工。
3、加大抽放力度，將Ⅱ7222S工作面鉆場抽放系統抽放管路管徑從φ200mm增大為φ300mm。
三、改進效果
1、通過對不同鉆孔布置層位下瓦斯抽放流量、濃度的研究，掌握抽放鉆孔的準確布置方式，改變以往全憑經驗數據設計鉆孔參數的現狀。
2、保證抽放鉆孔的最大抽放效果，Ⅱ7222S工作面鉆場鉆孔抽放量一直穩定在50m3/min以上，抽放濃度10%以上。