丁集煤矿穿层钻孔增透预抽瓦斯治理技术.pdf

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1、·132·科技论坛丁集煤矿穿层钻孔增透预抽瓦斯治理技术高祥（淮沪煤电公司丁集煤矿，安徽淮南232001）摘要：丁集矿11-2煤层透气性差，传统的穿层钻孔预抽煤层瓦斯效果差，煤层消突时间长，从而制约了矿井采掘接替。为提高预抽煤层瓦斯消突效果,丁集矿在11-2煤层底板巷采用“先掏后冲、掏冲结合”的增透强化抽采技术试验，试验过程中不断对掏穴钻头进行改进，使得掏穴量是常规钻孔钻进产生钻屑的8倍，百孔钻孔抽采纯量提高了1.9倍，取得了显著效果，实现了抽采最大化。掏穴增透强化抽采技术简单易行且效果显著,为提高瓦斯抽采效果提供了一种行之有效的方

2、法,值得推广应用。关键词：掏穴；煤层透气性；穿层钻孔1概述1222（1）轨顺底板巷未采取增透措施前百孔抽采纯量为丁集煤矿实测11-2煤层瓦斯压力1.1MPa、瓦斯含量5.65m3/t,1.07m3/min，采取掏冲增透措施后百孔抽采纯量为1.7m3/min，抽采纯煤层厚度为2.6m，煤层坚固性系数为0.53，透气性系数为量提高了0.63m3/min。1222（1）运顺底板巷采取增透措施前百孔抽0.01315m2/MPa·2d。煤层透气性较差，通过现场实践，透气性差的煤采纯量为1.01m3/min，采取掏冲增透措施后百孔抽采纯量为层

3、穿层钻孔预抽瓦斯浓度、流量低，煤层消突时间长，严重影响矿井2m3/min，抽采纯量提高了0.99m3/min。因此，通过对1222（1）轨、运顺的采掘接替。经过在1222（1）轨顺、运顺底板巷穿层钻孔过程中对底板巷采取掏冲增透措施前后施工的两个评价单元进行抽采效果不同工艺施工的钻孔抽采情况考察分析，发现穿层钻孔抽采效果差考察，采取增透措施后两个单元的抽采纯量达到1.7～2m3/min，比未的主要原因是钻孔在煤层中暴露面小，透气性系数低，预抽钻孔周采取增透措施时抽采纯量提高0.63～0.99m3/min。边瓦斯源不能及时补给，造成抽

4、采浓度、流量衰减快。为提高穿层钻5结论孔打钻抽采效果，增大单个钻孔煤层暴露面积，提高煤层透气性系5.1钻孔通过掏穴后在煤层中形成大孔洞，比常规钻孔的煤层数，决定在1222（1）轨顺、运顺底板巷施工穿层钻孔过程中对所有暴露面积和钻孔周围煤体卸压范围大，增加了煤层透气性，使得掏钻孔实行“先掏后冲、掏冲结合”的增透技术，通过先后试验、改进，穴量是常规钻孔钻进产生钻屑的8倍，百孔钻孔抽采纯量提高了提高了瓦斯抽采率，缩短了抽采时间，取得了一定的效果，实现了抽1.9倍，抽采效果提高显著。采最大化和煤巷的安全、快速掘进。5.2掏穴钻孔增透技术施

5、工工艺简单，操作方便，对穿层钻孔预2“先掏后冲、冲掏结合”增透技术抽煤层瓦斯具有积极的指导意义。“先掏后冲、冲掏结合”施工工艺。首先，使用普通钻头钻进至终参考文献孔，起钻后更换掏穴钻头由见煤点位置开始掏煤钻进，掏至终孔位[1]王虎胜，郑吉玉.煤层预抽瓦斯钻孔有效抽采半径及合理抽采时置后，利用压力水对钻孔煤层段进行冲刷。间研究[J].煤炭技术，2015,34（2）：137-139.3现场试验[2]高杰，李春亭.穿层钻孔煤层段掏穴扩孔技术及应用[J].煤炭技术,1222（1）轨、运顺底板巷每40m设计一个钻场，每个钻场设计2015,3

6、4(2):180-182.5～6组，每组设计10个钻孔，所有钻孔全部进行掏、冲施工。掏穴结束后，继续带水空转3-5分钟，密切察看孔口煤岩粉排出情况；孔口直到无明显返煤渣时，前后拉动钻具在煤层段移动，对煤层段进行2-3次循环冲刷，直到孔口无明显返煤渣时，停止冲孔，然后再起出钻具；起钻完毕，收集煤粉并计量。全孔下聚乙烯套管，见煤前2m及煤段全部下1
花管，其余下1
实管，第一根花管前须加堵头；1
套管下至距孔口20m处，连接1
变2
的变头后，再下入20m2
套管（孔口外露200mm左右）和一路2m长4分注浆管（孔口外露300mm左右

7、）；孔口采用棉纱和聚氨酯向孔内封孔1～1.5m；孔口聚氨酯膨胀后，用注浆泵从注浆管注入水泥浆，当2
套管返浆时,第一次注浆结束；待第一次注浆结束1.5小时以后必须进行二次注浆。4效果分析1222（1）轨顺底板巷自2014年3月25日开始采用掏冲增透措施，截止至目前共施工掏穴钻孔1532个，掏穴进尺7.73万m，共掏出煤量3864.85t，平均每孔掏冲量约为500kg/孔。1222（1）运顺底板巷自2014年3月25日开始采用掏冲增透措施，截止至目前共施工掏穴钻孔1551个，掏穴进尺8.13万m，共掏出煤量4000.25t，平均每孔

8、掏冲量约为500kg/孔。4.1掏冲量分析常规钻孔煤层段钻进过程中，产生的钻屑质量一般为13.03kg/m。采用φ300mm掏穴增透后钻孔产生钻屑质量为78.8kg/m。冲孔增透后经计算产生的钻屑质量平均为108.69kg/m，是常规钻孔钻进产生的