关键词：水力冲孔；瓦斯；超限
在《煤矿瓦斯治理经验五十条》的第23条规定“瓦斯超限就是事故”。瓦斯灾害是煤矿安全生产中最严重的灾害之一。杜绝瓦斯超限是预防瓦斯事故的基本出发点和落脚点。为了认真贯彻安全生产责任落实，要树立“瓦斯超限就是事故”和“瓦斯超限是可防可控可以避免”的安全管理理念，深入开展瓦斯不超限、不积聚、不突出的“三不”工程建设，从管理上杜绝不安全事故的发生，真正做到防患于未然，做为淮南矿区专业化施工队伍的地质勘探工程处担负着矿区大部分钻孔施工工作，因此我们必须加强业务练兵，确保矿井安全生产，搞好钻孔施工期间防止瓦斯超限工作。
1概况
某矿1124（3）轨顺巷道瓦斯地质情况：钻孔施工区域13-1煤层最大瓦斯压力0.5MPa，最大瓦斯含量4～5m3/t。13-1煤层厚度平均4.06m，受断层等影响煤层厚度变化较大。煤层正常倾角0°～7°，受断层等构造影响煤层倾角变化较大。钻孔施工范围主要影响断层有DF15，落差3m，受影响钻孔为3#～6#钻孔。
2钻孔设计
1124（3）轨顺定向顶板走向钻孔共设计10个钻孔，钻孔孔径φ200mm，设计钻孔量4278m。1#～6#孔孔深513m，7#～10#孔孔深300m，钻孔倾角范围0°～32°，方位范围3.8°～20.8°，1#～6#钻孔终孔位置距离煤层顶板39m，7#～10#钻孔终孔位置距离煤层顶板24m。1#～6#钻孔终孔位置距离巷帮分别为10m、16m、22m、28m、34m和40m；7#～10#终孔位置距离巷帮分别为10m、20m、30m和40m。
3 钻孔防喷、防瓦斯超限安全技术
3.1 防喷装置的选择
1124（3）轨顺13-1煤瓦斯压力小于2Mpa，本次钻孔施工时孔口安设抽采三通，并连接好抽采管路，若孔内出现瓦斯异常，及时打开抽采负压进行抽采。
3.2 注意事项
钻机所有仪器、仪表必须完好，手把齐全，开关、控制按钮灵敏可靠，机械转动部分防护栏、保护罩齐全；钻孔施工过程中，适当控制钻进速度，保证钻孔孔内排渣正常，不发生憋钻、堵钻现象；遇岩石破碎段，来回撤钻冲尽孔内岩石颗粒，确保钻孔畅通；钻孔施工前抽采一队必须将抽采软管接至孔口，钻孔施工过程中，发现孔内出水、瓦斯异常时，应及时停钻且不得起出钻杆，勘探处负责将抽采软管连接钻杆末端，开启抽采负压进行预抽，并及时汇报矿、工区调度；处理堵孔必须使用钻机，处理过程中孔口抽采负压必须开启。
4 水力冲孔期间防瓦斯技术
4.1 水力冲孔的概念
为释放突出潜能，减小或消除突出危险，利用带高压水钻头向具有自喷能力的煤层钻凿的钻孔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水力冲孔卸压增透措施是在岩柱的掩护下，施工钻孔后，采用中高水通过高效喷头冲击钻孔周围的煤体，冲出大量煤体和瓦斯，应力集中向冲孔周围移动，使冲孔附近煤体卸压增透，有效地提高了抽放效果。该项目在现场取得较好的应用效果，优化了水力冲孔工艺和提出了破煤临界水压、破煤有效压力、流量、冲孔时间等冲孔技术参数的确定方法，掌握了各试验点的水力冲孔有效影响半径的变化规律，查明了水力冲孔的破煤机理和消突机理。该技术已在淮南矿区熟练应用，适用于有5m以上岩柱保护的石门井巷揭煤工作面及顶板巷道穿层钻孔。
4.2 测试方法
水力冲孔期间瓦斯收集器、防喷装置收集瓦斯情况测试方法。抽采钻孔施工见煤后，分别在瓦斯收集器、防喷装置与分源抽采管路连接处安装Ф50mm导流管，利用瓦斯综合参数测定仪每5分钟测定一次瓦斯浓度、流量、负压、温度，直至施工完毕。
4.3 测试结果及分析
采用静压水水力冲孔期间防喷装置收集的瓦斯量及规律。经过数据筛选，选取3个抽采钻孔实测数据进行分析。冲孔期间，防喷装置可以吸收大量瓦斯，瓦斯浓度、混合流量、纯流量值普遍较大；经计算，单个穿层抽采钻孔从开始冲孔至结束，防喷装置可收集瓦斯量约13m3。防喷装置内瓦斯浓度随冲孔时间的延长而变大，一般冲孔时间在10～15min后，瓦斯浓度达到最大值，之后由于防喷装置封闭较为严密，冲出的煤渣与瓦斯不易释放，造成瓦斯涌出量忽大忽小。
采用高压冲孔泵水力冲孔期间防喷装置所收集的瓦斯量及规律。经过数据筛选，选取3个抽采钻孔实测数据进行分析。采用高压冲孔泵冲孔期间，防喷装置可以吸收大量瓦斯，相比较静压水混合流量、纯流量值普遍较大；经计算，单个穿层抽采钻孔从开始冲孔至结束，瓦斯收集器可收集瓦斯约15 m3。防喷装置内瓦斯浓度随冲孔时间的延长而变大，一般冲孔时间在10～15min后，瓦斯浓度达到最大值，之后由于防喷装置封闭较为严密，冲出的煤渣与瓦斯不易释放，造成瓦斯涌出量忽大忽小。
5 防治瓦斯超限综合措施
从源头着手，规范巷道设计，确保通风系统合理、可靠。利用井下瓦斯抽采泵站实施高、低浓度分源抽采，确保易喷孔区域打钻、冲孔全程连抽。有喷孔现象的地区，打钻和水力冲孔期间，必须使用防喷装置，防止瓦斯超限。改进并完善防喷装置，加大抽放连接管路直径（不小于100mm），提高各连接部位密封性能。推广使用孔口及巷道风流瓦斯收集装置“双保险”，降低巷道风流瓦斯浓度。合理安排钻孔施工顺序，充分利用已连抽钻孔的卸压作用，降低喷孔强度。在打钻地点回风侧3m范围、10-15m范围分别吊挂甲烷检测报警仪和甲烷传感器，对巷道内风流瓦斯实时监测。抽采巷道内多台钻机平行作业时，严禁同时见煤，防止瓦斯集中涌出。钻孔施工结束后应及时连抽，减少钻孔瓦斯涌出，降低风流瓦斯浓度。
6 结论
通过密切观察施工钻孔和水力冲孔期间孔内及涌入巷道内的瓦斯变化情况，掌握瓦斯涌出变化规律，改进完善防喷和瓦斯收集装置。对瓦斯超限原因进行综合分析，完善了各项防范措施，形成了整套的防治瓦斯超限综合技术措施体系。根据数据统计，防治瓦斯超限综合技术措施推广应用以来，杜绝了因施工钻孔导致的1.0%浓度以上瓦斯超限现象，促进了矿井安全生产。
参考文献：
[1]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.《煤矿安全规程》[S].煤炭工业出版社，2011.
[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会，国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.《煤矿瓦斯治理经验五十条》[S].北京，2005，3-22.
[3] 商德章;利用局部抽放 治理采面瓦斯超限积聚[J];科技资讯;2007年17期
[4]李江峰;煤矿瓦斯超限事故分析及对策[J];河南科技;2011年01期
[5]朱庆轩;朱坤飞;防止瓦斯超限预警管理系统的构建与实施[J];价值工程;2013年29期
论文作者:张响
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/4
标签：瓦斯论文; 冲孔论文; 钻孔论文; 水力论文; 装置论文; 煤层论文; 巷道论文; 《科学与技术》2019年14期论文;