高位鉆孔瓦斯抽放工藝在27131工作面的應(yīng)用

1、焦煤集團(tuán)科技創(chuàng)新成果申報表科技成果名稱高位鉆孔瓦斯抽放工藝在27131工作面的應(yīng)用成果完成單位成果完成人員項目起止日期聯(lián)系人成果內(nèi)容簡介：（可附頁）本煤層瓦斯涌出和采空區(qū)瓦斯是，作面瓦斯涌出的主要來源，根據(jù)瓦斯涌出源和采空區(qū) 瓦斯運(yùn)移規(guī)律，通過在工作面上部回風(fēng)巷側(cè)的頂板巖層裂隙帶施工高位抽采鉆孔，以工作面 回采采動壓力形成的頂板裂隙作為通道來對工作面煤壁及采空區(qū)涌出的瓦斯進(jìn)行抽采，從而 達(dá)到降低工作面采空區(qū)瓦斯?jié)舛?，避免，作面上隅角瓦斯超限的目的。效益評價：高位鉆孔能夠有效的抽放采空區(qū)和工作面前方裂隙帶瓦斯?？擅黠@的減少采空區(qū)和工作 而瓦斯涌出量，防治上隅角和回風(fēng)流瓦斯超限；具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益

2、和安全效益。應(yīng)用單位財務(wù)章中報單位意見：領(lǐng)導(dǎo)簽字（蓋章）年 月日高位鉆孔瓦斯抽放工藝在27131 工作面的應(yīng)用成果總結(jié)1. 立項背景頂層回采工作面回風(fēng)流和上隅角瓦斯?jié)舛仁冀K是制約煤礦安全生產(chǎn)的一大隱患，尤其是工作面上隅角瓦斯，經(jīng)常處于臨界超限值范圍內(nèi)。根據(jù)我礦工作面實際生產(chǎn)情況分析，工作面瓦斯涌出主要有兩大來源：本煤層瓦斯涌出（包括機(jī)采落煤與機(jī)采后循環(huán)暴露煤壁）和采空區(qū)瓦斯涌出（包括丟煤、圍巖和下分層煤層瓦斯涌出）。而造成工作面上隅角瓦斯?jié)舛犬惓５脑蛑饕牵好簩踊夭珊箜敯蹇迓?，本煤層卸壓產(chǎn)生的卸壓瓦斯和下分層煤層及圍巖釋放的瓦斯涌入工作面采空區(qū)，隨工作面風(fēng)流帶至工作面上隅角，從而造成了工作面

3、上隅角瓦斯?jié)舛鹊纳?。演馬莊礦為煤與瓦斯突出礦井，工作面瓦斯涌出量大。在采煤工作面回風(fēng)瓦斯流及上隅角瓦斯中有40%-50溢采空區(qū)瓦斯涌出，容易造成工作面上隔角瓦斯大。27131工作面為頂分層工作面，瓦斯含量13.27m3/t， 回采期間瓦斯涌出量大，為了避免工作面上隅角瓦斯超限，在 27131 工作面研究施工高位鉆孔。2. 研究開發(fā)內(nèi)容傳統(tǒng)的礦山壓力理論認(rèn)為，煤層隨工作面回采期間，由于受到采動壓力的影響，在工作面的垂直方向會形成冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶三個帶，在工作面水平方向上則會形成煤壁支撐影響區(qū)、離層區(qū)和重新壓實區(qū)三個區(qū)，同時在工作面前方則會形成壓力降低區(qū)、壓力增高區(qū)和壓力穩(wěn)定區(qū)三個區(qū)。

4、工作面回采會導(dǎo)致上覆巖層卸壓，并在采空區(qū)上方形成“O”形圈裂隙，由于風(fēng)流的作用，形成的瓦斯會隨風(fēng)流動和運(yùn)移。采空區(qū)卸壓釋放的瓦斯一部分隨著采空區(qū)漏風(fēng)到工作面被風(fēng)流帶走，還有相當(dāng)一部分瓦斯在浮升力的作用下沿裂隙帶向高部運(yùn)移，在靠近回風(fēng)巷側(cè)頂部一定的高度范圍內(nèi)，能夠長期貯存。根據(jù)瓦斯涌出來源及采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律，通過在工作面上部回風(fēng)巷側(cè)的頂板巖層裂隙帶施工高位抽采鉆孔（高位抽采鉆孔瓦斯抽采又稱頂板裂隙帶抽采）,以工作面回采采動壓力形成的頂板裂隙作為通道來對工作面煤壁及采空區(qū)涌出的瓦斯進(jìn)行抽采，從而達(dá)到降低工作面采空區(qū)瓦斯?jié)舛?，避免工作面上隅角瓦斯超限的目的。為了防止瓦斯超限，演馬莊礦27131 工

5、作面回采期間必須施工高位孔。 工作面回風(fēng)巷共設(shè)計了6 組 24 個高位鉆孔。27131 工作面 （上段） 高位鉆孔位于27131工作面上部20m 范圍內(nèi)的煤層頂板砂巖中，抽采27131 采空區(qū)及上隅角的瓦斯。鉆孔設(shè)計參數(shù)表如下：孔號通尺（mD距頂板（m）距中線（nm中線左偏（0 ）傾角（° ）孔深（m）套管參 數(shù)（m）1100006.4228720210000.511.62489.520310001.016.62491.520410001.521.423.594205160006.4228720616000.511.62489.520716001.016.62491.52081600

6、1.521.423.594209220006.42387201022000.511.62589.5201122001.016.62591.5201222001.521.424.5942013280006.42387201428000.511.62589.5201528001.016.62591.5201628001.521.424.5942017340006.42387201834000.511.62589.5201934001.016.62591.5202034001.521.424.5942021400006.42287202240000.511.62489.5202340001.016.

7、62491.5202440001.521.423.59420工作面每組鉆孔施工萬完后，進(jìn)行封孔連抽，連抽后每隔一定時間進(jìn)行一次參數(shù)測定，根據(jù)抽出效果研究優(yōu)化鉆孔參數(shù)及施工工藝。3. 主要創(chuàng)新點(diǎn)（1）確定演馬莊礦高位抽放鉆孔的抽放高度。抽放高度主要決定裂隙帶的高度。根據(jù)演 馬礦底板突水防控效果微地震監(jiān)測研究報告提供數(shù)據(jù)，27111工作面冒落帶厚度8.68m?？紤]到 27131 工作面鄰近27111 工作面， 27131 工作面冒落帶厚度為8.68m 左右。 27131 工作面正常采動影響下頂板破裂高度在35m 以內(nèi)，頂板裂隙帶高度在煤層上15-35m 位置，最大破裂高度為48.05m。（ 2）由

8、于受到冒落帶的影響，只有將鉆孔布置在頂板裂隙帶范圍內(nèi)，才能使鉆孔具有較長抽采時間、較大抽采范圍和較高抽采量；考慮到升浮力對瓦斯的作用，鉆孔布置在工作面上部靠近回風(fēng)巷側(cè)（30 米范圍內(nèi)）最為有利；3） 3） 孔徑大小對鉆孔瓦斯抽放量的影響是有一定限度的，抽放負(fù)壓與瓦斯抽放量理論上呈線性關(guān)系。提高鉆孔負(fù)壓，將鉆孔連接到主管路上使負(fù)壓達(dá)到15kpa能保持較大流量。4） 應(yīng)用地點(diǎn)和效果（ 1）明顯的減少采空區(qū)和工作面瓦斯涌出量，工作面回采到40m 開始連抽，當(dāng)工作面推進(jìn)到 45.4m 時 2號孔濃度較高達(dá)32.5%。 截止到 10 月 20 日， 工作面推進(jìn)到210m 位置， 112號孔由于工作面推進(jìn)

9、到開孔位置已甩，其中1號孔累計抽出1035.77m3瓦斯，2號孔累計抽出23786.08m3瓦斯，3號孔累計抽出2852.1m3瓦斯，4號孔累計抽出1174.29m3瓦斯；5號孔累 計抽出10846.8m3瓦斯；6號孔累計抽出5222.94m3瓦斯；7號孔累計抽出3134.22m3瓦斯；9 號孔累計抽出3464.48m3瓦斯；10號孔累計抽出1573m3瓦斯；11號孔累計抽出2964.97m3 瓦斯；12號孔累計抽出10002.64m3瓦斯。1324號孔目前都保持不錯的濃度。（ 2） 有效的防治上隅角和回風(fēng)流瓦斯超限，27131 工作面實現(xiàn)了安全正常生產(chǎn)。在 27131工作面回采過程中，每日瓦斯情況做詳細(xì)記錄與分析，其中上隅角瓦斯?jié)舛?.32%-0.58%，采煤機(jī)下風(fēng)側(cè)5-10m內(nèi)瓦斯?jié)舛?.1%-0.36%,回風(fēng)巷:0.18%-0.56%,回風(fēng)巷T2：0.19%-0.5%。（ 3）在抽采過程中個別孔的濃度低，應(yīng)該從終孔位置、封孔質(zhì)量、抽放負(fù)壓、孔徑、孔間距、鉆孔數(shù)等參數(shù)做詳細(xì)分析與研究，對抽放參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使抽放濃度更高。5.推廣前景（ 1） 高位鉆孔瓦斯抽放是一種比較成熟的瓦斯抽放技術(shù)，通過在演馬莊礦生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用，取得了良好的