張曉兵

（西山煤電集團官地礦，山西 太原 030022）

隨著機械化程度的不斷提高，煤層群聯(lián)合開采已成為趨勢。鄰近層、采空區(qū)等地點瓦斯涌出，嚴重影響了綜采工作面回采期間的安全生產(chǎn)。針對這一情形，必須分析瓦斯涌出源頭、涌出規(guī)律，采取相對應的有效措施，減少鄰近層瓦斯涌出，確保煤礦安全生產(chǎn)。

1 工程概況

山西焦煤集團官地煤礦屬于多煤層聯(lián)合開采，現(xiàn)開采煤層有2#、3#、6#、8#、9#五個煤層，其中南五采區(qū)16506工作面屬于6#煤層，該工作面地面位于風峪溝及其兩側(cè)山梁上，蓋土厚度260～448 m，平均厚度354 m，井下位于南五采區(qū)，西南側(cè)為未采區(qū)，東北側(cè)為16502 工作面采空區(qū)，上部為13508、23504、13510工作面采空區(qū)，3#～6#煤層層間距約為42.11 m；6#煤層與7#煤層層間距為5.03 m。工作面采用副巷進風，正巷回風的“U”型通風系統(tǒng)，工作面設(shè)計走向1 820 m，切眼長度為215 m。工作面位置關(guān)系見圖1。

圖1 16506工作面位置關(guān)系

工作面回采初期，配風量1 500 m3/min。采煤機割煤作業(yè)期間回風流瓦斯?jié)舛仍?.5%～0.6%左右，回風隅角瓦斯?jié)舛?.5%左右。隨著工作面的回采，工作面20#～80#支架間底板出現(xiàn)瓦斯涌出異常現(xiàn)象，底板瓦斯?jié)舛?%左右，割煤作業(yè)時回風流瓦斯?jié)舛冗_到0.7%左右； 針對這一情況，對采區(qū)通風系統(tǒng)進行了調(diào)整，將該工作面風量上調(diào)至1 750 m3/min；系統(tǒng)調(diào)整后回風流、回風隅角瓦斯?jié)舛葲]有明顯變化，造成回采期間瓦斯管理難度大，給工作面生產(chǎn)帶來了極大的安全隱患。

2 下鄰近層長走向鉆孔抽采工藝技術(shù)

針對上述問題，經(jīng)研究分析[1-4]，工作面底板瓦斯來源于下鄰近層，即7#煤層。根據(jù)工作面底板瓦斯涌出情況及停采線位置，確定施工澳鉆長走向鉆孔，治理工作面底板下鄰近層瓦斯涌出[2-3]。此工藝采用澳大利亞引進的1000/05型鉆機，從工作面副巷1 330 m處開孔向7#煤層切眼方向施工定向鉆孔進行瓦斯抽采。鉆孔施工見圖2。

圖2 鉆孔施工

圖2中，16506工作面長走向鉆孔共計施工10個。1號鉆孔開口施工131 m后從6#煤底板穿出遇見巖石；施工242 m后下穿至7#煤頂板，終孔垂線位置在16506工作面80號支架下部。1號鉆孔共計施工326 m。2號鉆孔施工139 m遇巖石，施工251 m遇7#煤頂板，共計施工338 m。3號鉆孔施工137 m遇巖石，施工255 m遇7#煤頂板，共計施工340 m。4號鉆孔施工140 m遇巖石，施工242 m遇7#煤頂板，共計施工342 m。5號鉆孔施工146 m遇巖石，施工253 m遇7#煤頂板，共計施工359 m。6號鉆孔施工135 m遇巖石，施工258 m遇7#煤頂板，共計施工346 m。7號鉆孔施工133 m遇巖石，施工262 m遇7#煤頂板，共計施工362 m。8號鉆孔施工126 m遇巖石，施工248 m遇7#煤頂板，共計施工328 m。9號鉆孔施工142 m遇巖石，施工268 m遇7#煤頂板，共計施工367 m。10號鉆孔施工133 m遇巖石，施工246 m遇7#煤頂板，共計施工346 m。

2.1 鉆場參數(shù)

鉆場位于16506副巷1 330 m處，距工作面現(xiàn)回采距離350 m。鉆場長6 m、寬5 m、跟頂跟底的矩形硐室。

2.2 鉆孔參數(shù)

鉆孔采用在6#煤中開孔，然后及時下調(diào)傾角，鉆進至7#煤中，并按7#煤走向施工。

（1）鉆孔水平間距

根據(jù)現(xiàn)場工作面底板瓦斯涌出情況，確定1號鉆孔終孔水平投影距離距正巷30 m；2號鉆孔距正巷40 m；3號鉆孔正巷50 m；4號鉆孔距正巷60 m；5號鉆孔距正巷70 m；6號鉆孔距正巷80 m；7號鉆孔距正巷90 m；8號鉆孔距正巷100 m；9號鉆孔距正巷110 m；10號鉆孔距正巷120 m。

（2）鉆孔傾角

為盡快使鉆孔鉆進至7#煤層之中，結(jié)合鉆機自身性能要求，確定鉆孔開孔傾角為0°～10°。鉆孔鉆進至7#煤后鉆孔傾角參照煤層傾角施工。

（3）開孔方位角

根據(jù)開孔方位角與目標方位角差值與左右偏移的關(guān)系及鉆桿自身彎曲率的機械限制，確定1號孔開孔方位角為18度；2號孔13°；3號孔8°；4號孔3°；5號孔358°；6號孔353°；7號孔348°；8號孔346°；9號孔344°；10號孔342°。鉆孔目標方位角均為318°。

（4）鉆孔深度

因鉆孔均為下行孔，為降低成孔后孔內(nèi)水、渣對后期鉆孔抽采效果的影響，鉆孔在施工至回采位置時計劃再繼續(xù)向下施工30 m，便于將成孔后孔內(nèi)遺留的水、渣堆積于孔底階段，以利于鉆孔的抽采。1號鉆孔設(shè)計孔深474 m；2號鉆孔465 m；3號鉆孔456 m；4號鉆孔447 m；5號鉆孔438 m；6號鉆孔429 m；7號鉆孔420 m；8號鉆孔414 m；9號鉆孔408 m；10號鉆孔402 m。

（5）鉆孔直徑

鉆孔開孔直徑為150 mm，終孔直徑為98 mm。鉆孔間距：鉆孔開孔間距為0.5 m，終孔間距為10 m。

3 效果分析

下鄰近層長走向鉆孔施工完畢后及時封孔，并將鉆孔帶入副巷高濃度抽采系統(tǒng)中，對下鄰近層的瓦斯進行抽采治理。長走向鉆孔施工前16506副巷高度濃抽采系統(tǒng)內(nèi)的瓦斯日平均抽采量為3.8 m3/min左右，鉆孔施工完畢后16506副巷高濃抽采系統(tǒng)內(nèi)瓦斯平均抽采量為5.0 m3/min； 施工前50#～80#支架底板瓦斯?jié)舛葹?.0%左右，施工后底板瓦斯?jié)舛冉禐?.2%左右； 回風流瓦斯?jié)舛扔?.7%降至0.5%左右，回風隅角瓦斯?jié)舛纫步档椭?.4%左右。鉆孔接入抽放系統(tǒng)后，工作面瓦斯?jié)舛让黠@降低，效果顯著。圖3、圖4分別為進行下鄰近層抽放前后工作面高濃度抽放系統(tǒng)日平均抽放量及回風流日平均瓦斯?jié)舛茸兓€。

圖3 工作面高濃抽采量變化曲線（m3/min）

圖4 工作面回風流瓦斯?jié)舛茸兓€（%）

4 結(jié)語

1）16506工作面采用下鄰近層長走向鉆孔抽采工藝后，回風流的瓦斯?jié)舛扔?.7%降至0.5%，工作面底板瓦斯由1.0%降至0.2%，且回風隅角瓦斯降至0.4%左右，瓦斯治理效果明顯。

2）通過施工下鄰近層抽采鉆孔，不僅解決了下鄰近層瓦斯涌出問題，在一定程度上也治理了部分采空區(qū)瓦斯，為回風隅角瓦斯治理提供了一種新的嘗試模式，特別是上行開采，皮帶巷回風時，效果明顯。

3）16506工作面下鄰近層長走向鉆孔，瓦斯治理效果明顯，降低了工作面瓦斯?jié)舛?，避免了工作面瓦斯積聚，保證了工作面回采期間的通風安全，可供同類煤礦類似工作面借鑒。