黑龙江省鸡西市新发煤矿 黑龙江省 158100
摘要：本文通过对瓦斯抽采钻孔在采煤工作面上 “三区”“三带”定位，在治理瓦斯措施总结出来的实践经验进行分析，针对新发煤矿西三采区实际工程地质条件进行的“三区”“三带”定位实践，总结该采区各个面的瓦斯治理技术方案，根据现场实践情况，积累了现场实际经验，逐步得到广泛应用，并确定具体技术参数。
关键词：瓦斯治理技术；矿山压力；“三区”“三带”控制技术；
0引言
新发煤矿在近三年开采西三采区36A右一面、36A左一面、29#右二面、27#左一面、27#右一面5个首采面，在这5个首采面分别采用了高位水平钻孔、仰角钻孔、采后位钻孔及邻近层层位钻孔等抽放措施，并且综合对27#层、29#层、36A顶板岩性，直接顶初次来压，老顶的初次来压步距进行“三区”“三带”的观察，对抽放钻孔在走向“三区”，竖向“三带”中的定位进行了观测及抽放实践，确定了合理的终孔位置。找到了瓦斯富集区，保证了抽放效果，为今后的抽放钻孔设计和施工提供了宝贵的依据。
1技术原理
抽放钻孔抽采技术就是从工作面回风巷沿走向在煤层顶板想采空区上方施工钻孔，利用抽放泵负压动力抽采空区顶板裂隙及冒落间内积存的高浓度瓦斯，切断上部邻近层瓦斯涌向工作面的通道，对采空区下部的瓦斯起到了拉动作用，减少工作面瓦斯涌出，控制上隅角瓦斯积聚。
钻孔要处于采空区裂隙带内，此区域内透气性好，是瓦斯运段的主要通道，同时又是处于瓦斯富集区，有充分的高浓度瓦斯源。
2工作面走向三区、竖向三带的划分
2.1根据矿山压力规律研究，随着工作面的回采，工作面周围的岩层由于受到采动压力影响，在垂直方向上由下而上形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带；在水平方向上从前往后形成煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区。
2.2根据矿压理论和瓦斯运移规律，将抽放钻孔的终孔位置在垂直方向冒落带以上裂隙带之中。
冒落带理论高度Hm计算公式：
式中：所选参数为适合我矿中薄煤层， a为4.7、b为19、c为2.2
裂隙带理论高度Hi计算公式：
式中：a为待定常数，需依据煤矿设计规范确定，见表2-1
表2-1 a、b、c的取值
可以得出钻孔垂直高度Hz应为：
在水平方向上煤壁支撑区，一般在工作面前30-60m内，离层区由工作面后方40m以外处，存在邻近层瓦斯开始期、瓦斯活跃期、瓦斯衰退期，使得钻孔终孔端投影距离落在走向卸压离层区内及瓦斯活跃区内。为此进行高位水平钻孔及仰角钻孔的高度长度的实践。
3高位水平钻孔及仰角钻孔抽放实践
3.1.1西三36A右一面工作面自然情况概况
西三36A右一面煤层厚度1.6～2.0m，平均厚1.8m，顶板、底板均为细砂岩，煤层呈单倾斜赋存状态。该采面地质储量15.1 万t，可采储量13.6 万t。该面走向长450m，倾斜长155m，煤层平均倾角23°工作面绝对瓦斯涌出量为 17m3/min。相对瓦斯涌出量为7.14 m3/t。
3.1.2西三36A左一面自然情况概况
西三36A左一面煤层中部夹煤质页岩。顶板、底板均为细砂岩，36A煤结构较简单。地质储量8.56万t，可采储量8.3万t。该面走向长266m，倾斜长199m，煤层厚度1.1米～1.5米，煤层厚度平均为1.2米，煤层平均倾角23°，属薄煤层。煤层呈单倾斜赋存状态。该工作面西侧是F7断层，F7断层落差70米，倾角∠60°，东侧有F10断层，F10断层落差60米，倾角∠60°，还有F10断层的伴生断层。工作面内有N1断层，工作面东侧有N2断层，N1断层将会给采煤工作带来很大影响，并且N1断层伴随着向东南的延伸，落差会逐渐变大。
3.2 工作面钻孔布置及抽放情况
3.2.1工作面钻孔布置情况
（1）、高位钻场
在工作面上巷下帮起坡35°至煤层顶板12米处施工高位钻场。
1）、钻场距煤层顶板12米处施工。
2）、钻场规格：长8米，高3米，宽4米。
扇形双排布置，孔径为153mm，孔终位置均为上一个钻场钻孔的30米处，以保证抽放的连续性；每个钻孔的终孔高度距工作面煤层顶板为12—14倍，
（2）、仰角钻场
1）、钻场采用挑煤层顶板的方法施工。
2）、钻场规格：长5.5米，高2.5米，深3.5米。
3）、钻场间距：第一个钻场距切眼30米，以后每30米施工一个钻场。
扇形双排布置，孔径为94mm，钻孔长90米；孔终位置均为上一个钻场钻孔的30米处，以保证抽放的连续性；每个钻孔的终孔高度距工作面煤层顶板为8—12倍。
3.2.2 抽放情况
36A右一面，抽放纯量达到5-8m3/min，保证了安全生产的正常进行。（见表3-1）
表3-1 高位水平钻孔及仰角钻孔实际抽放情况表
4从设计到抽放效果分析
根据现场实际情况在设计与施工过程中将钻孔的终孔距煤层顶板距离在冒落带以上裂隙带的1/3处，此处抽取浓度高、流量大；如果在高裂隙带内将是浓度高、流量小，为此，实践证明改变了终孔端距煤层顶板的距离一贯为12-16倍的采高为最佳，高位水平钻孔长度为：钻场间距（100m）+活跃期，最终确定为200m；仰角钻孔长度为：钻场间距（30m）+活跃期，最终确定为90m。
5结论
1、经理论计算以及现场实践钻孔观测得出高位钻孔总控最佳高度为 25-31m，仰角钻孔终孔最佳高度为终孔位置高度为24～29m时，终孔距上巷下帮水平距离10～40m时，1#、7#、8#、11#、12#钻孔效果最佳，抽放浓度一般在30%以上，最大达到50%左右。故钻孔布置应尽量靠近高瓦斯富集区，瓦斯富集区位置与导水裂隙带位置接近吻合，初步确定为我矿实践裂隙带的1/3处。
2、采面回风巷瓦斯浓度在0.3％，上隅角瓦斯浓度控制0.4％以下，取得了很好的抽放效果。
不足：1）孔径与孔数的关系没有得到数据
2）孔径与浓度的关系还要在今后的工作中进行实践
3）打钻时涌水情况没提前考虑好，涌出钻孔的利用
4）钻孔向斜没有测出终孔位置是否有偏差。
论文作者:常正宏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/12
标签：钻孔论文; 瓦斯论文; 工作面论文; 煤层论文; 顶板论文; 裂隙论文; 断层论文; 《基层建设》2018年第21期论文;