摘要：在煤与瓦斯突出矿井中，瓦斯是制约安全生产的重要因素，不仅危及安全，同时也制约了矿井的生产接续和产能水平。通过大区段煤层瓦斯治理技术的研究应用，在解决瓦斯治理问题的前提下，加大工作面几何尺寸布置，减少准备巷道及回采巷道的施工，为矿井生产接续提供有利条件，提高矿井产能水平。
关键词：大区段；瓦斯治理；突出煤层
1 引言
我国大部分煤与瓦斯突出矿井，由于瓦斯及地质条件的限制，布置采煤工作面几何尺寸较小，如要保证产能，需施工大量的回采巷道工程，且在没有保护层的情况下，还要施工大量抽采巷工程，同时工作面接替频繁，进行安装撤除等工作，严重制约了矿井的安全、高效发展。通过大区段煤层瓦斯治理技术的研究与应用，能有效缓解以上问题，促进矿井的安全高效发展。
2 大区段煤层瓦斯治理技术研究
2.1 工作面顺层钻孔加抽采巷穿层钻孔立体抽采
因煤层构造、起伏等地质条件影响，工作面顺层钻孔往往在局部区域存在抽采空白带，不能实现有效消突；而穿层钻孔只能控制见煤点周围抽采半径范围内的煤体，抽采效果较顺层钻孔差。通过顺层钻孔+穿层钻孔综合立体抽采措施，对顺层钻孔未见煤区域补充穿层钻孔进行抽采，能有效消除顺层抽采产生的空白带，达到消突的目的。工作面立体抽采示意图如下：
图1 工作面立体抽采示意图
2.2 抽采巷布置优化
传统的抽采巷布置方式为与工作面两顺槽上下垂直关系，用于解决顺槽掘进期间的条带瓦斯治理，但难以控制工作面中部煤体，巷道工程量大，利用效率低。通过优化，将抽采巷布置在工作面中部，不仅能抽采顺槽掘进条带煤层，同时能抽采工作面中部煤层，加大煤体控制宽度，实现大区段工作面的布置。
图2 抽采巷及工作面布置示意图
2.3 大功率、大扭矩钻机的应用
随着钻机设备的升级，钻孔施工能力不断提高，目前已经在煤矿推广应用的ZDY3200、ZDY4000系列钻机钻孔施工长度能达到200m以上，而现在新开发的ZDY6000LD型、ZYWL-6000D型定向钻机施工能力更强，且能够定向施工，目前已在山西、贵州等地区的矿井进行应用。例如在贵州黔西县青龙煤矿利用定向钻机施工钻孔最大长度达到650m，并能根据煤层起伏控制钻孔施工方向，抽采效果良好。通过大功率、大扭矩钻机的推广应用，极大的推动了大区段煤层瓦斯治理技术的进步。
图3 穿层定向钻孔抽采示意图
图4 顺层长距离钻孔抽采示意图
3 现场应用
（1）贵州大方县小屯煤矿通过底抽巷布置方式的改进，扩大了底抽巷穿层钻孔的控制范围，采用顺层钻孔+穿层钻孔立体抽采模式，成功实现了大区段煤层的消突，其16中12工作面宽度由原设计150m增大到180m，工作面煤厚仅2.2m的情况下，最大日产量达到3800吨。其抽采巷布置及抽采钻孔竣工示意图如下：
图5 小屯煤矿16中12工作面抽采钻孔竣工图
（2）贵州黔西县青龙煤矿自2016年开始引进ZDY6000LD型、ZYWL-6000D型千米定向钻机，并在现场进行应用，取得了良好效果。
在掘进条带煤层瓦斯治理方面，使用定向钻机施工长距离钻孔取代普通钻孔，钻孔与工作面掘进方向平行等距布置，实现了长距离煤层条带消突，比普通钻孔多个循环批掘更加高效；
图6 掘进条带定向钻孔布置平面图
在大区段煤层瓦斯治理方面，青龙煤矿21802工作面几何尺寸229m×1400m，通过工作面中部底抽巷施工穿层钻孔加顺槽施工顺层钻孔进行立体抽采，工作面实现了整体消突，工作面储量160万吨，保证了矿井的产量稳定；
另外，青龙煤矿在矿井二采区北东翼和二采区南西翼现有底抽巷布置钻场，施工定向长钻孔抽采16煤层瓦斯，钻孔平行布置，间距10m，实现该区域16煤层的整体消突，目前该项目正在实施中。
图7 定向长钻孔设计示意图
4 存在问题
（1）工作面尺寸增大后，回采期间瓦斯涌出量增大，在初次来压、周期来压时尤为明显，容易造成工作面隅角及回风流甲烷超限，需加强工作面采空区及隅角的瓦斯治理。
（2）施工穿层钻孔受煤层顶底板条件影响，在煤层与岩层交接处容易产生塌孔，需采取有效的护孔技术，提高钻孔的成孔率。
（3）定向钻机价格高，前期投入较大，且施工工艺对操作要求较高，需进行专门的培训。
结语：
通过本文建立的突出井瓦斯的发展和治理理念的变化，本文建立制定突出瓦斯治理评价指标和指标评价标准的数据，在今后需要不断补充和完善本数据。
参考文献：
[1]程远平，俞启香.中国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展.中国学术期刊文摘，2007，24（4）：5-5
[2]许得河，王超.浅谈我国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展.中国科技博览，2015（2）：374-374
论文作者:曾正端,袁中峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：钻孔论文; 工作面论文; 煤层论文; 瓦斯论文; 区段论文; 钻机论文; 矿井论文; 《基层建设》2019年第12期论文;