摘要：顾北煤矿1煤煤层厚度大，煤层透气好，煤层为Ⅱ类自然发火煤层，属于易自然发火煤层。煤巷掘进采用底板穿层钻孔条带预抽煤层瓦斯，掩护煤巷掘进。良好的抽采效果是确保煤巷快速掘进的关键，但同时给防治煤层自然发火留下隐患。为兼顾生产掘进的进度又能完成瓦斯抽采与防火的任务，根据南一1煤煤巷掘进进尺情况，采取加强在抽钻孔防火预测预报，动态调整底板穿层预抽钻孔单组抽采负压，及时对失效钻孔（掘进巷道迎头已不在钻孔控制范围内的钻孔）进行封堵等综合防火技术，消除了自然发火的隐患，取得了良好的抽采与防火效果。
关键词：自然发火；瓦斯治理；钻孔防火；防火技术
1、概况
顾北煤矿南一1煤层为突出煤层，平均7.6m。南一1煤采区东至1煤-650m底板等高线，南至F109断层，西至1煤层风氧化带，北至港河铁路桥保护煤柱线。采区走向长1576.7m，倾斜宽2728.6m，面积约4.23km2。-600m以深为突出危险区，实测1煤层最大原始瓦斯压力1.02MPa，瓦斯含量5.46m3/t，测定标高-618.6m。2017年3月测定1煤层抽采半径4m,1煤透气性系数0.447224m2/mpa2·d。
2、穿层预抽钻孔布置方式
在南一1煤采区煤巷掘进施工前，采取在南一1煤底板巷施工穿层钻孔预抽瓦斯的方法进行消突及解决煤巷掘进过程中瓦斯涌出量大的问题。煤巷掘进底板巷条带穿层钻孔按终煤点间距5m×5m布置，掩护煤巷及巷道两帮轮廓线外15m范围煤体。
3、钻孔综合防火方案
3.1动态调整抽采系统。根据掘进头进尺情况，每天将煤巷掘进最新位置标注在钻孔反演图上，每小班安排人员根据巷道迎头对应钻孔情况，调整钻孔抽采负压。迎头向后保留3组（10m～15m）微压抽采；迎头向后3组以外钻孔停抽。
3.2加强防火预测预报。在各抽采单元管路上设置CO传感器，实现CO连续监测。对应掘进迎头前30m、后20m内穿层预抽钻孔实行每班考察钻孔浓度、CO、温度，同时每天对各单元抽采管路气体进行人工取样化验，进行对比分析。
3.3建立CO异常钻孔台账。抽采单元管路CO浓度超过12ppm，进行取样用色谱仪进行分析，然后对该单元内钻孔逐个进行排查。对CO浓度超过30ppm的钻孔，及时采取停抽、注水、注氮等针对性防火措施。现场对异常钻孔进行挂牌管理，并建立异常钻孔台账。每天检测一次异常钻孔CO数值、温度等，并将数据及时记录。当钻孔CO检测数值有明显持续性增长趋势或温度异常的，及时汇报并采取停抽、注水、注氮等针对性防火措施。
3.4失效钻孔的拆、封、注。采用注入速凝膨胀剂与防火材料MEA配合使用的方法注浆封孔，对失效穿层抽采钻孔及时封堵。采用两次注浆，加压注浆的方式，及时有效封堵钻孔周围围岩裂隙，阻断了氧气流通的通道，杜绝了因钻孔及其施工中对围岩破坏造成的漏气而产生的煤层自然发火隐患。
4、钻孔封孔注浆工艺
4.1封孔固管
仰角孔：在孔内下入2米PE注浆管（φ12mm），10米PE返浆管；钻孔孔口采用聚氨酯浇筑棉纱封堵，封堵长度不少于1m。
平孔及俯角孔：下2米PE返浆管，10米PE注浆管；其中平孔下返浆管时外露不少于1m，向上固定在巷帮上保证返浆管口高于钻孔孔口。钻孔孔口采用聚氨酯浇筑棉纱封堵，封堵长度不少于1m。
4.2注浆和MEA
第一步：先注入速凝膨胀剂，水灰比不少于1:1，待返浆后，停止注浆。
第二步：待6～8小时浆液凝固后，从返浆管注入MEA液，并带压不小于1Mpa或者注浆时间不少于20分钟（两者满足其一即可）。
第三步：注MEA后，从返浆管带压注入速凝膨胀剂，带压压力不少于2Mpa或注不进去为止。
5、抽采及防火效果
采用综合防火技术，对抽采地点瓦斯抽采进行动态管理，保证瓦斯抽采效果，较好解决了在煤层掘进过程中，防火指标、预抽效果与瓦斯治理三者之间的辩证关系。目前我矿南一1煤采区煤层回风巷、13121上胶带机顺槽、13121上回风顺槽等煤巷均采用底板条带穿层钻孔掩护掘进，采用南一1煤穿层预抽钻孔综合防火技术，均实现了瓦斯及CO无异常，实现了煤巷的快速掘进，为南一1煤采区首采面的顺利投产提供了一通三防方面的有利保障。
论文作者:焦志军,李保全
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; 煤层论文; 瓦斯论文; 采区论文; 底板论文; 注浆论文; 异常论文; 《基层建设》2019年第12期论文;