底板抽放在高瓦斯矿井瓦斯治理中的应用

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1、底板抽放在高瓦斯矿井瓦斯治理中的应用[摘要]位于401采区的下部的回采巷道（N4013机巷）因掘进过程中瓦斯涌出量较大，导致掘进工作面及其回风中瓦斯浓度超限，矿决定密闭N4013机巷，先施工处于N4013机巷煤层底板中的全岩巷道±0m西北运输大巷，在±0m西北运输大巷施工钻场，通过施工穿层钻孔抽放N4013机巷及其附近顶底板煤层中的瓦斯，减少掘进半煤巷及附近煤层中的瓦斯总量，从根本上杜绝瓦斯超限，确保安全掘进，保证矿井生产安全。[关键词]底板岩巷；穿层抽放；煤层瓦斯；抽放效果中图分类号：TE933文献标识码：A文章编

2、号：1009-914X（2014）42-0372-021概况6斌郎煤矿隶属川煤集团达竹公司，为国有重点煤矿，核定生产能力为50万吨/年，属高瓦斯矿井。目前矿井最高的瓦斯区域为401采区，该采区内连煤层的原始瓦斯含量为7.6584m3/t，N4013机巷位于401采区的下部的内连煤层中，未进行预抽前掘进过程中因瓦斯涌出量较大，导致掘进工作面及其回风中瓦斯浓度超过2%，为避免掘进过程中的瓦斯超限，杜绝瓦斯超限作业，矿决定密闭N4013机巷，先施工处于N4013机巷煤层底板中的全岩巷道±0m西北运输大巷，在±0m西北运输大

3、巷施工钻场，通过施工俯孔、平行、仰孔三排穿层钻孔抽放N4013机巷及其附近顶底板煤层中的瓦斯，通过穿层钻孔预抽条带（N4013机巷）煤层瓦斯区域，降低煤层瓦斯含量与瓦斯压力，改变煤体应力分布，减少掘进半煤巷及附近煤层中的瓦斯总量，确保巷道掘进过程中采用局部通风排出的残余瓦斯不超限。2底板抽放巷及抽放钻场的布置±0m西北运输大巷位于N4013机巷底板全岩巷中，与N4013机巷平距37m，比N4013机巷底板标高低3m，迎头左侧距煤层较近，迎头右侧距煤层较远，因此在±0m西北运输大巷左侧布置钻场，施工穿层钻孔对煤层中的瓦

4、斯进行抽放。±0m西北运输大巷全长1100m，巷道净断面8.4�，采用锚喷进行永久支护，钻场规格：走向长4m×高3m×深4m。3穿层抽放钻孔的布置因素考虑1）抽放钻孔必须根据煤层走向和倾角控制待掘煤层巷道（即N4013机巷）及两侧一定范围内的煤层中的瓦斯含量。煤层走向与抽放巷（±0m西北运输大巷）走向相同；煤层倾角为35°～45°，平均为42°。2）抽放钻孔开口位置需根据钻机的特性便于打钻工操作，确保钻孔施工精度，矿井目前使用的是ZDY1250型矿用全液压钻机。63）根据矿所做的该区域煤层在短时间（10天）内所做的抽

5、采半径考察测定结论中钻孔有效抽放半径为5m，抽放钻孔在布置过程中要避免出现空白带和无效重叠。4穿层抽放钻孔技术参数及施工±0m西北运输大巷钻场施工的穿层钻孔主要是预抽N4013机巷及附近煤层中的瓦斯。钻孔采用ZDY1250型矿用全液压钻机施工，钻杆：Φ50mm×0.8m圆形钻杆，钻头：Φ75mm复合片钻头，钻孔开口水平间距0.8m，垂直间距0.5m，终孔间距10m。每隔40m施工一个钻场，每个钻场的钻场布置15个穿层钻孔，钻孔成扇形布置，采用膨胀剂配水泥砂浆进行封孔，封孔深度为8m，每个钻孔支管及钻场干管均安装孔板每

6、周对抽放浓度和流量进行测定，在连接至401瓦斯探巷主管处安设一个V锥流量计，记录±0m西北运输大巷钻场施工穿层钻孔抽放N4013机巷附近煤层中的瓦斯总量，每个钻场控制待掘巷道（N4013机巷）上方8m、下方9m（煤层倾角方向）；及抽待掘巷道（N4013机巷）走向方向40m范围内的瓦斯。钻孔开口、平、剖图及钻孔布置参数如（图1、表1）。5穿层钻孔量及抽放瓦斯量±0m西北运输大巷共有施工钻场26个，钻孔390个，钻孔长度15059m，共抽出瓦斯纯量456895m3。6预抽煤层区域瓦斯效果评判6钻孔有效抽放范围界定：±0m

7、西北运输大巷钻场施工的穿层钻孔控制的是N4013机巷轮廓线上8m，下9m范围内煤层中的瓦斯（表2）。抽放范围内的瓦斯总储量：（1）煤层瓦斯储量：Q煤=S×h×r×η=20×1040×1.8×1.45×7.6584=415759m3式中：Q煤---煤层瓦斯储量S---钻孔控制面积，20m×1040m；h---煤层平均厚度，1.8m；r---煤炭容重，1.45t/m3；η---吨煤瓦斯含量，7.6584m3/t。（2）围岩瓦斯储量：Q围=Q煤×0.2=415759×0.2=83151.8m3（3）抽放范围内的瓦斯总储量Q

8、总=Q煤+Q围=415759+83151.8=498910.8m3N4013机巷施工前瓦斯的抽排总量：（1）N4013机巷启开密闭开始施工前位于401瓦斯探巷主管的V锥流量计显示累计共抽出瓦斯纯量Q抽=356895m3。（2）因N4013机巷密闭，故N4013机巷启开密闭开始施工前风排瓦斯纯量Q风=0m3。6（3）抽排瓦斯总量Q抽排=Q抽+Q排