煤矿瓦斯抽采钻孔施工

煤矿瓦斯抽采钻孔施工（精选8篇）

煤矿瓦斯抽采钻孔施工 篇1

煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术浅述

中煤科工集团西安研究院有限公司

【摘 要】瓦斯煤尘爆炸是我国煤矿的主要灾害之一，严重威胁并制约着煤矿的生产，因此，瓦斯治理对于煤矿安全生产显得尤为重要。山西阳泉地区某煤矿属高瓦斯矿井，煤层透气性较差，常规的瓦斯治理措施已经不能满足该煤矿安全生产的需要，因此，需要采取不同的抽采钻孔布置措施进行瓦斯治理，以提高其瓦斯抽采率，实现煤矿安全生产。

【关键词】钻孔设计；瓦斯抽采；回采工作面；本煤层；邻近层

低瓦斯矿井处于正常通风状态时，井下瓦斯浓度通常不会达到爆炸下限，但受多种因素影响，部分煤层瓦斯含量较低的矿井，仍然多次发生瓦斯超限，甚至发生瓦斯爆炸事故。因此，加强采钻孔施工技术是非常重要的。

一、基本地质条件

该煤矿地层由老到新依次为奥陶系中统峰峰组（O2f）、石炭系中统本溪组（C2b）、石炭系上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1S）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、第四系上更新统（Q2+3）。地层总厚度约为460m，煤系地层厚度约为170m。9号煤层最小埋藏深度60m，最大埋藏深度255m；15号煤层最小埋藏深度130m，最大埋藏深度327m。井田内9号、15号煤层是主采煤层。本井田总体为向斜构造，S1向斜轴位于井田西部，走向近南北向，两翼倾角不大，倾角一般为5°～8°，在井田内延伸长度约600m。S2向斜轴位于井田中部偏东，走向北东向，两翼倾角不大，倾角一般为5°～10°，在井田内延伸长度约1700m。另外，该矿井下巷道还发现3条断层和4个陷落柱。

二、回采工作面抽采钻孔设计

该矿9号煤层瓦斯涌出量最高的采区（已经开采）回采工作面绝对瓦斯涌出量为13.7m3/min，其中，工作面本煤层瓦斯5.77m3/min；邻近层瓦斯7.93m3/min.结合全国高瓦斯矿井的抽采经验，设计本矿井在实施瓦斯抽采时应进行综合瓦斯抽采。

（一）回采工作面本煤层瓦斯抽采

根据预测，该矿开采9号煤层时，回采工作面本煤层瓦斯涌出量较大，需要进行本煤层抽采。本煤层抽采分为开采层未卸压抽采和卸压抽采2种方法。设计对回采工作面本煤层采用未卸压抽采（预抽）方法。回采工作面布置顺层平行钻孔方式进行9号煤层预抽采，孔间距3m。其主要优点为：可保证该煤层瓦斯预抽的均衡性，能实行边采边抽，提高9号煤层瓦斯抽采率。其钻孔布置方式如下图1所示：

主要参数：1）钻孔位置：回风顺槽内，距离巷道底板1.2m；2）钻孔角度：垂直于巷道中线，与工作面平行，水平角上仰约2°～3°（实际生产中需根据煤层赋存情况再作调整）；3）开孔直径：94mm；4）终孔直径：94mm；5）钻孔长度：105m（可根据实际情况调整）；6）钻孔间距：根据实际抽采经验及该矿实际情况，结合回采工作面采长、工作面走向长度、工作面产量、钻孔施工条件等因素综合考虑，确定该矿9号煤回采工作面预抽钻孔间距为3m；7）封孔方式：聚氨酯封孔；8）封孔深度：不小于8m；9）封孔长度：不小于1m。

（二）回采工作面邻近层瓦斯抽采

9号煤层的上邻近层瓦斯主要是1、2、3、4、5、8号煤层，9号煤层平均厚度大约为2.4m，按照6倍～8倍的采高计算，9号煤裂隙带高度大约在14.4m以上，根据9号煤层上邻近煤层的层间距可知，除8号煤层位于冒落带外，其余煤层均位于裂隙带中。9号煤回采工作面，在工作面外侧尾巷向工作面一侧的上邻近煤层布置倾斜穿层钻孔，对上邻近煤层瓦斯卸压抽采。该倾斜穿层钻孔最后的终孔位置选择在3号煤层，并且需超出3号煤层1m。主要参数：1）钻孔间距：9号煤回采工作面从开切眼往外20m的位置布置1对钻孔（1个高位钻孔、1个低位钻孔），从第1对钻孔往外每隔30m布置1个高位钻孔；2）开孔直径：133mm，经193mm，一次扩孔；3）终孔直径：193mm；4）钻孔角度：上仰35°～50°（根??实际情况确定）；高位钻孔取40°、低位钻孔取30°；5）钻孔夹角：垂直二次复用的尾巷中线；6）钻孔位置：布置在工作面二次复用的尾巷中，钻孔打至3号煤后且超出3号煤不小于1m；7）钻孔长度：高位钻孔长度78m、低位钻孔长度70m可根据实际情况调整）；8）封孔方式：聚氨酯封孔；9）封孔深度：不小于5m；10）封孔长度：不小于1m。

（三）抽采管路管理

随着工作面的推进，第一组钻孔将逐渐 进入卸压区，实现卸压瓦斯抽采。随着工作面继续推进，第一组抽采钻孔将逐步报废，需要将靠近切眼最里段管路逐段拆卸，将端头用法兰片密封。工作面开采推进过程中，需要至少提前拆除面前20m内管路，给瓦斯管路管理和工作面生产造成一定影响。为最大程度降低上述工作对正常生产影响，距工作面切眼30m以内钻孔用软胶管与抽采管末端相连，抽采管末端特制一段2～3m长的短管，短管设置3～5个变径三通，与靠近工作面的钻孔用软管相连，钻孔报废后向前移动短管，保持短管始终在抽采管路的末端。

三、钻孔机具选择

（一）钻机

考虑到本矿井的煤、岩硬度以及钻孔长度、钻孔施工等，对本煤层和邻近层抽采钻机分别设置：1）邻近层钻孔施工钻机采用国产的ZDY6500LP型大口径全液压钻机。该钻机扭矩大、多自由度调角机构可实现大角度施工，全液压传动能。2）本煤层钻孔施工钻机采用国产的ZDY4000L型全液压钻机。

（二）钻杆

可采用φ73mm/89mm直径钻杆。钻杆是将钻机的动力传递给钻头，并且将钻井液引入到孔底，钻杆在钻孔中受到扭矩、压力等的综合作用，钻杆材料要求使用抗裂强度不小于55kg/mm2～65kg/mm2，延展率大于12%的无缝钢管制成。

（三）钻头

按照煤岩层的性质和是否需要取芯的不同，选用不同的钻头。本煤层瓦斯抽采钻孔用φ94三翼内凹PDC钻头开孔，其孔形光滑、平整便于封孔。邻近层瓦斯抽采钻孔采用φ133mm弧角钻头开孔钻至设计深度，后使用φ133/193mm导向扩孔钻头扩孔至设计深度。

（四）泥浆泵

泥浆泵用于钻进时向钻孔内提供冲洗液，这里选用BW250卧式三缸活塞往复式单作用泥浆泵，该泥浆泵排量可根据孔深需要调节四种挡速。

四、结论

根据本矿瓦斯涌出的特点，结合同类矿井的抽采经验，本矿应进行综合瓦斯抽采，对该矿的9号煤层回采工作面使用单侧顺层平行钻孔进行该煤层抽采，对邻近煤层采用倾斜穿层钻孔进行卸压抽采，施工后达到了预期的抽采效果。

参考文献：

[1]李学来，刘见中.瓦斯灾害治理新技术[J].中国安全科学学报，2014，14（7）：101-104.[2]袁亮.瓦斯治理理念和煤与瓦斯共采技术[J].中国煤炭，2010，36（6）：5-12.[3]王兆丰，武炜.煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析[J].煤炭科学技术，2014，42（6）：31-34，103.[4]石智军，姚宁平，叶根飞.煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术与装备[J].煤炭科学技术，2009，37（7）：1-4.[5]荆鸿飞.西山煤田区域瓦斯抽采深孔定向钻进技术[J].煤炭科学技术，2013，41（11）：90-94

煤矿瓦斯抽采钻孔施工 篇2

1) 经水力冲孔增透后, 再进行封孔。封孔前用水将钻孔内残余钻屑冲干净, 确保封孔质量。

2) 封孔采用 Φ50m m聚乙烯封孔管, 封孔管之间用专用胶水粘接牢固, 确保封孔后密封不漏气。

3) 封孔材料为固特捷封孔与普通水泥, 封孔工艺为“两堵一注”带压封孔, 封孔时, 封堵段长度不少于1m , 封孔段长度不少于5m 。当岩孔长度小于15m时, 封孔深度应达到煤岩交界处;当岩孔长度大于15m时, 封孔深度不得小于15m 。封堵段采用水泥封堵。花眼管段用窗纱包裹防止煤屑进入封孔管堵塞封孔管。封孔人员升井后要认真填写封孔台账。

4) 封孔管达到封孔深度后用木楔等材料将封孔管固定, 等待不少于10 分钟, 待前端药剂膨胀后再将注浆管 (Φ20m m) 排气管 (Φ15m m) 用胶带捆绑送入孔内, 在距孔口1.0m ~1.5m处及封孔管末端绑扎封孔药剂3 袋。药剂膨胀后形成注浆空间。外段药剂膨胀后至孔口此段采用水泥砂浆填实, 孔口要抹平。

5) 封孔送药后, 严禁人员站于钻孔正前方, 严防封孔药剂膨胀喷伤或崩伤人员, 做好自主保安。封孔结束, 封孔材料应集中堆放, 挂牌管理。

6) 实施水力冲孔后, 为防止钻孔瓦斯涌出, 在新施工钻孔内塞入一根封孔管 (3m左后) , 用黄泥临时封孔, 并调压连抽。

7) 为保证带压封孔效果, 固特捷在孔内膨胀稳定不少于24 小时, 方可进行注浆。

2 穿煤层封孔工艺

1) 经水力冲孔增透后, 再进行封孔。封孔前用水将钻孔内残余钻屑冲干净, 用封孔管探测孔内有无较大煤 (岩) 块, 顺孔后再进行封孔, 确保封孔质量。2) 花眼管必须封进3m过煤段, 里段封孔矿用树脂控制在距煤层1~1.5m , 外段封孔药剂控制在距孔口1~1.5m 。3) 其余仍按普通工艺执行。

3 注浆

3.1 注浆技术措施

1) 注浆使用ZB Q -27/1.5 便携式注浆泵实施注浆;气源压力不小于0.5M pa, 注浆量27 升/m in。2) 浆液配比:1:1~1:1.3 (重量比) 。3) 将注浆泵的出浆口与钻孔的进浆管连接, 连接要牢固, 严禁人员手握连接部位。4) 利用注浆泵将混合好的水泥浆注入钻孔内。注浆压力不小于1.5M Pa, 且停注后30m in内压力变化量不大于0.5M Pa。

3.2 操作规程

1) 气源管应先接通风管, 然后与注浆泵连接可靠。2) 先将泵的进浆口浸到清水中, 慢慢打开进气阀, 保证注浆管道通畅, 密封处无泄漏。3) 浆液应混合均匀, 无团块, 不过稠。及时清理桶角和边上凝固材料, 以免掉入浆液内。4) 将泵的进浆口浸入浆液中, 出浆管与孔口注浆管 (覫20m m) 连接, 慢慢打开进气阀, 渐渐增大到适宜的注浆速度。待孔内排气管出浆后将排气管弯折捆扎, 降低注浆速度直至达到注浆压力。5) 泵在停止工作后应马上浸到清水中冲洗, 慢慢打开进气阀, 直到排浆管中排出的水清澈不含浆液为止。6) 在施工现场注浆泵应使进浆口朝下竖起放置, 避免进气管接头和排气口内进入杂物。

4 封孔参数、材料、设备的选择原则

封孔参数:1) “两堵一注”是抽采钻孔封孔采用的的封孔方式。2) 应根据巷道的卸压宽度来确定顺层钻孔的封孔深度, 要在卸压带宽度以内选择封孔段。抽采矿井必须实际测定本矿井不同地区煤层的卸压带宽度。 (矿井卸压带宽度测定值:中马村矿27 地区巷道的15m) 。3) 顺层钻孔两端的封堵段长度均不少于1m , 注浆段长度不少于6m , 封孔段长度应不少于8m 。4) 穿层钻孔封孔时, 两端的封堵段长度各不少于1m , 注浆段长度不少于3m , 封孔段长度不少于5m 。当岩孔长度小于15m时, 封孔深度应达到煤岩交界处;当岩孔长度大于15m时, 封孔深度不得小于15m 。

封孔材料选择:1) 要在满足阻燃、抗压、不收缩、不干裂的基础上选择封孔材料, 如可以选用聚氨酯化学材料来进行封孔。2) 优先选择散装聚氨酯化学封孔材料进行封孔, 要求材料膨胀倍数不低于10 倍, 使用量不低于1kg/m (按钻孔直径 Φ75m m计算) 。 (根据现场使用效果考察, 注浆材料用膨胀水泥也能达到良好封孔效果。)

封孔设备选型:1) 带压封孔注浆时应使用手动、气动注浆泵, 或其他满足流量、压力要求的封孔设备。 2) 注浆设备流量不低于20L/m in, 额定注浆压力不低于2M Pa。3) 注浆管路应采用内径不小于12.7m m (4 分管) 、抗压强度不低于2M Pa的高压软管或钢管。选用其他材料作为注浆管时, 必须保证抗压强度不小于2M Pa。4) 注浆管路上应安装单向控制阀和4M Pa压力表。

5 总结

采用“两堵一注”带压封孔技术, 大大提高封孔质量, 进而促进了瓦斯的抽采效率, 保证了煤矿的安全生产, 值得注意的是采用“两堵一注”带压封孔时应根据不同地质情况, 如果不易塌孔可以当班仅用聚氨酯封孔, 预埋注浆管, 下一班再注浆, 也可以当班封孔当班注浆。从封孔质量和瓦斯抽采的实际效能分析, 此项封孔技术可行。

摘要：开采区域煤层瓦斯可以通过钻孔技术进行预抽。但由于很多煤矿地面压风机距离用风地点都比较远, 并且用风地点多、分散这就造成了提供给用风终端的风压很小, 不能严密的钻孔封孔, 漏气现象很容易出现在围岩松动圈范围, 以致最终造成钻孔抽采浓度低, 抽采效率低等现象。为了进一步提高钻孔的封孔质量, 确保煤层瓦斯的抽放效果, 本文研究了“两堵一注”带压封孔技术, 可把抽采钻孔孔封不严, 钻孔效率低等技术难题很好的解决, 从而保障煤矿瓦斯的抽采效率, 促进煤矿企业的安全生产。

关键词：煤矿,瓦斯抽采,钻孔,带压,封孔,分析,研究

参考文献

[1]于小凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册 (修订版) [M].北京:煤炭工业出版社, 2005.

煤矿瓦斯抽放钻孔施工校正设计 篇3

关键词：瓦斯抽放钻孔 施工 校正设计

在我孟津公司的煤与瓦斯突出矿井中，防突、消突就是矿井采煤前的中心生产工作。在瓦斯防突、消突工作中，主要依靠瓦斯抽放钻孔进行卸压抽放。钻孔是否施工到位直接关系到煤层的瓦斯消突效果。在施工瓦斯抽放钻孔过程中，除了钻孔偏角、倾角按设计要求施工外，钻孔的成孔情况也直关系到瓦斯消突的效果。结合井下施工现状及施工过程中存在的问题，针对钻孔校正这一块进行了设计，以减少不必要的误差，达到钻孔施工到位的目的，具体如下：

一、当前施工存在问题

在井下施工过程中，因施工现场条件和打钻操作等原因造成了钻孔偏移、存在消突空白带、施工不到位或者报废孔等情况（特别是在深孔和存在极硬岩石钻孔），这些钻孔往往起不到应有的作用，浪费了财力、物力，还延误了工期。例如，在11011胶带顺槽底板巷37#—41#钻场，因岩柱变薄等原因造成控制距离达不到防突要求；在东轨大巷施工钻孔过程中，因打钻、设计等原因，个别钻孔施工未见煤等。这些问题的出现造成钻孔施工不到位，直接影响到打钻消突效果。

二、造成这些问题的原因

造成抽放瓦斯钻孔打不到位，原因有很多种，具体客观因素、主观因素如表1：

三、如何解决这些问题

针对这些问题，除了加强责任心外，必须多施工探孔来解决问题。我解决这问题的思路是利用本身瓦斯抽放钻孔当做探孔，多做钻孔间的对比，减少误差，具体如下：

例如，在11011胶带顺槽底板巷施工工作面大面积预抽钻孔（该处钻孔最远控制50m以外的距离，比较能说明问题）的過程中，只选择一个钻孔进行层位的探测，用其层位指导接下来钻孔的施工，这样往往造成因煤层走向的变化、人为操作的原因及重力等因素引起的误差都未考虑在内，使接下来的钻孔施工起来误差越来越大。

为了解决这个问题，我们可以在设计上做文章，把设计精细化，利用每个瓦斯抽放钻孔做探孔，把每个钻孔的层位当做下面一个钻孔的探孔，校正一下参数，以减少下个钻孔的误差。在主观因素中的重力因素及客观因素中的人为习惯操作的因素全部当做岩柱的“正常变化”来进行参数的选取，使不可避免的因素正常化处理。

四、存在问题

这种参数校正表的出现，要以表格形式，相对比较复杂，所以存在问题如下：

1、个别职工文化程度低，不能很好掌握该表格的使用。需要加强职工的现场培训。

2、必须由专业技术人员多做相关技术指导工作。

五、经济效益

该设计主要适用于“倾角小、钻孔深、存在硬度系数不均岩石”的穿层钻孔施工当中，该方法还能有效避免因自然重力及人为操作给进压力过大而产生的误差。通过该设计的使用，可以有效减少钻孔误差，使钻孔能达到设计要求，保证了消突效果。该设计的应用即可以保障工程施工质量，又可以降低因为施工误差造成而升高的工程造价。

瓦斯抽采钻孔封孔测孔补充规定 篇4

第一条 为提高封孔、测孔质量，保证瓦斯抽采钻孔抽采效果，特下发本补充管理规定。

第二条 生产科提供的岩巷卸压带为0.75m，但为提高穿层钻孔抽采效果，要求穿层钻孔封孔深度不得小于15m，若钻孔见煤点小于15m，则封孔至煤岩交界处。未按照要求进行封孔作业的，对责任人罚款200元/次，对分管队长罚款100元/次。

第三条 所有钻孔注浆结束后两天内必须进行实名制现场挂牌管理，钻孔现场牌板上的必须包含成孔日期、孔深、封孔时间、封孔负责人等信息；未按照要求钻孔现场挂牌管理的，对责任人、分管技术员和分管队长各罚款50元/处。

第四条 责任区队必须完善钻孔施工台账封孔部分，台账内容包括钻孔成孔日期、孔深、见煤岩情况、封孔时间、封孔责任人、注浆量等信息。未完善台账封孔部分的，对分管技术员罚款100元/次，台账数据不完善的，对分管技术员罚款20元/处。

第五条 瓦斯抽采钻孔封孔方式只有两种，永久封孔方式为“两堵一注法”，临时封孔方式为使用抽注一体式封孔器封孔，未按照要求执行的，对责任人罚款100元/次。

第六条 钻孔封孔出现异常（人为原因造成注浆管吸气、煤壁漏气、钻孔注浆堵塞引起的流量小等），对责任人按照不规范进行考核。

第七条 抽采主管、干管、支管及抽采钻场每周至少测定1次抽采参数，包括负压、流量、浓度等参数；抽采钻场指单独抽采硐室、掘进迎头抽采钻孔和高位裂隙钻场等。

第八条 抽采时间6个月内的穿层钻孔，每半月必须测定一次钻孔单孔浓度和负压及组流量和浓度，6个月以上的穿层钻孔单孔参数不再测量，每月只测定组抽采钻孔参数。

第九条 抽采时间2个月内的顺层钻孔，每半月必须测定一次钻孔单孔浓度、组钻孔负压、流量和浓度，2～6个月的顺层钻孔每月测定一次钻孔单孔浓度、负压及组流量和浓度，6个月以上的抽采钻孔单孔参数不再测量，每月只测定组抽采钻孔参数。

第十条 违反本规定第七至九条规定的，对责任人和分管队长各罚款100元/次，对一个月内连续出现两次未按照要求执行的责任人按照一般“三违”进行考核，对分管队长300元。

第十一条 有瓦斯治理钻场的巷道必须配备瓦斯量程为0～100%的光学瓦斯鉴定器和高负压管道瓦斯取样器，瓦斯抽采钻孔施工结束后2个小时内，通风队瓦斯检查工必须测定孔口浓度、始抽浓度和在抽浓度，并填写到验收单、钻孔施工原始瓦斯记录本和牌板上，否则对责任人罚款50元/次。

第十二条 每天视频拔钻总数不得超过钻孔施工总数的30%，否则每超1个钻孔，对通风队瓦斯检查班分管副队长罚款30元/孔，对通风队队长罚款20元/孔；对抽放队分管队长罚款20元/孔，对抽放队队长罚款10元/孔。

第十三条 责任区队必须对抽采时间6个月内的钻孔的抽采参数进行分析，对钻孔瓦斯浓度、负压和流量异常的情况进行分析，根据分析结果采取处理措施，并在每月29日前将分析总结和处理措施报送防突科分管人员处。未对抽采参数进行分析，对分管技术员罚款100元/次，报送分析总结和处理措施迟报的，对分管技术员罚款50元/天。

第十四条 本规定自10月26日执行。

大力推进煤矿瓦斯抽采利用解析 篇5

张德江

加快煤矿瓦斯抽采利用，是贯彻落实科学发展观，推进煤矿安全发展、清洁发展、节约发展的必然要求，是一项大有可为的事业。党中央、国务院高度重视，成立专门工作机构，安排专项资金，制定了防治结合、标本兼治的重要决策和一系列政策措施，大力推进煤矿瓦斯抽采利用。近年来，通过各地区、各部门的共同努力，煤矿瓦斯治理利用取得了明显成效，但仍需进一步加大工作力度，努力实现煤矿瓦斯抽采产业化利用、规模化发展，促进煤矿安全生产形势稳定好转，推动经济发展，增加能源供给，减少环境污染。

煤矿瓦斯抽采利用意义重大

煤矿瓦斯又称煤层气，是赋存在煤层中的烃类气体，和天然气一样，主要成分是甲烷。瓦斯对煤矿安全生产是重大威胁，但加以利用又是优质清洁能源。搞好煤矿瓦斯抽采利用，就可以化害为利、变废为宝，意义十分重大。

第一，搞好煤矿瓦斯抽采利用是煤矿安全生产的治本之策。瓦斯易燃易爆，当空气中瓦斯浓度在5%—16%时，遇到火源就会爆炸，瞬间形成高温高压冲击波，并产生大量一氧化碳。煤矿一旦发生瓦斯爆炸或煤与瓦斯突出事故，就会造成人员大量伤亡。我国煤层赋存条件复杂，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井约占1/3，防治煤矿瓦斯事故始终是安全生产的重中之重。新中国成立以来，全国共发生23起一次死亡百人以上的煤矿事故，其中21起是瓦斯事故。近四年来，煤矿重特大事故死亡人数近70%都是瓦斯事故造成的。搞好煤矿瓦斯抽采利用，可以实现煤炭在低瓦斯状态下开采，有效杜绝瓦斯事故发生，是保障煤矿安全生产的根本措施和关键环节。

第二，搞好煤矿瓦斯抽采利用是增加能源供给的有效措施。煤矿瓦斯中甲烷含量大于90%，1立方米瓦斯发热量大于8000千卡，是与天然气相当的优质清洁能源，可广泛用于发电、工业窑炉、民用、汽车等方面燃料或生产化工产品。煤炭是我国的主体能源，多年来在一次能源生产量和消费量中一直占70%左右，而石油天然气资源十分短缺，需要大量进口。搞好煤矿瓦斯抽采利用，可以增加优质清洁能源供给，改善能源供给结构。同时，可以逐步减少对进口天然气的依赖，有利于保障国家能源安全。

第三，搞好煤矿瓦斯抽采利用是减少环境污染的重要举措。煤矿瓦斯的温室效应是二氧化碳的21倍。据计算，每利用1亿立方米甲烷，相当于减排150万吨二氧化碳。2008年，我国利用煤矿瓦斯16亿立方米，共减少排放二氧化碳2400万吨，但煤层中绝大部分瓦斯还是直接排空了，既浪费资源，又污染环境。搞好瓦斯综合利用，最大限度地控制瓦斯直接向大气中排放，有利于减少空气污染，保护生态环境。

第四，煤矿瓦斯抽采利用是一个新的经济增长点。中央提出，应对当前国际金融危机、促进经济长期持续发展的一个重要措施，是加快培育新的经济增长点。实现煤矿瓦斯抽采规模化利用、产业化发展，需要大量投资建设抽采利用工程和配套管网、生产抽采利用设备，可以有效带动钢铁、建筑施工、装备制造、运输及相关服务业发展，促进投资需求扩大和就业增加。比如，2009年全国瓦斯抽采利用直接投资超过66亿元，带动国内生产总值增加约120亿元，提供就业岗位约12万个。我国埋深2000米以浅的煤层气地质资源量有36.8万亿立方米，各产煤省逐步增加煤矿瓦斯抽采利用量，将会形成一个从生产到服务的大产业，成为新的经济增长点。各地和煤矿企业要看到煤矿瓦斯利用的巨大潜力，把煤矿瓦斯这一丰富的资源尽快充分利用起来。

煤矿瓦斯抽采利用大有可为

国家十分重视煤矿瓦斯抽采利用，近年来研究采取了一系列促进煤矿瓦斯抽采利用的重大政策措施，各地区、各部门和煤矿企业按照国家的要求，加大了煤矿瓦斯抽采利用工作力度，煤矿瓦斯抽采利用取得了重要进展。2008年，我国瓦斯抽采量达到58亿立方米，比2005年增加150%；瓦斯利用量比2005年增长160%。2009年1—10月，累计抽采量达50.2亿立方米，利用量15.1亿立方米，同比分别增长9.8%、10.2%。目前，我国民用瓦斯用户约90万户，瓦斯发电装机容量达92万千瓦。随着煤矿瓦斯抽采利用量的大幅增加，瓦斯事故和死亡人数将会大幅下降，瓦斯排放污染也将会大幅减少。2008年，全国煤矿发生瓦斯事故起数和死亡人数分别比2005年下降56%和64%。2009年1—10月，全国煤矿发生瓦斯事故127起，死亡551人，同比分别下降21.1%和22.0%，共减少排放二氧化碳2100万吨。

但是也要看到，当前我国煤矿瓦斯抽采利用还处在起步阶段，存在较大差距。主要表现在煤矿瓦斯抽采总量还不大，利用水平还比较低，发展很不平衡。我国矿井瓦斯平均抽采率仅有23%，而美国、澳大利亚等主要产煤国家的抽采率均在50%以上 ；目前我国抽采瓦斯总体利用率平均只有30%，特别是地面抽采只有5亿立方米，仅占“十一五”规划地面抽采目标的25%，大量的井下抽采瓦斯没有得到有效利用。全国煤矿瓦斯抽采和利用量的85%集中在山西、辽宁、黑龙江、安徽、河南、贵州、重庆等7省（市），其中山西就占到50%，地区差异突出。瓦斯灾害仍然是我国煤矿安全生产的最大危害，是威胁矿工生命的“第一杀手”。2009年1—10月，全国煤矿发生重大以上瓦斯事故起数和死亡人数，分别占煤矿重大以上事故的42.9%和64.7%。山西屯兰煤矿“2·22”、重庆同华煤矿“5·30”、河南平顶山新华四矿“9·8”特别重大事故都是瓦斯事故，给人民群众生命财产造成巨大损失，教训十分惨痛。

我国煤矿瓦斯抽采利用发展相对滞后，一方面说明我们的工作还有差距，另一方面也说明我国煤矿瓦斯抽采利用有着巨大的潜力。目前，煤矿瓦斯抽采利用的技术已经成熟，一些地方特别是煤矿瓦斯抽采利用示范煤矿已经探索了一些成功的经验，国家支持煤矿瓦斯抽采利用的政策体系已经形成，并且支持力度不断加大，各地和企业的积极性空前高涨，煤矿瓦斯抽采利用的政策环境、社会环境十分有利。只要我们高度重视，把国家的政策落实好，把工作做扎实，煤矿瓦斯抽采利用前景十分广阔。

切实加大煤矿瓦斯抽采利用工作力度

做好煤矿瓦斯抽采利用工作，必须深入贯彻落实科学发展观，进一步贯彻落实中央关于煤矿瓦斯防治的决策部署，提高认识，加强领导，科学规划，抓紧理顺体制机制，加大投入和技术研发推广力度，落实完善支持煤矿瓦斯抽采利用的各项政策，尽快把煤矿瓦斯抽采利用提高到新的水平。

（一）认真编制和落实煤矿瓦斯抽采利用规划。促进煤矿瓦斯抽采利用，必须坚持科学规划，有序开发，防止乱采乱抽、浪费资源。现在到2010年还有一年多时间，完成“十一五”规划煤矿瓦斯抽采利用目标，任务十分艰巨，时间十分紧迫。从今年起，要通过两年左右的努力，争取全国瓦斯抽采量翻一番，利用量翻两番，减排指标同步达到规定标准要求，重特大瓦斯事故切实得到有效遏制。有关部门要研究采取措施，加强工作协调，严格督促考核，促进有关地区和企业完成既定目标。各地区和企业要加强瓦斯抽采利用生产组织协调，确保完成本地区、本企业目标任务。要抓紧启动“十二五”期间煤矿瓦斯抽采利用规划编制工作，明确目标、任务、标准、重点项目、资金投入、保障措施，推进煤矿瓦斯有序有效开发。

（二）抓紧理顺瓦斯抽采利用的体制机制。要坚持深化改革，消除制约煤矿瓦斯抽采利用的体制机制性障碍。一是积极解决矿业权重叠问题。国家有关部门和地方主管部门要按照采煤采气一体化原则，加强沟通和政策协调，实行煤、气开发主体的统一。二是创新企业组织经营形式。鼓励成立瓦斯抽采利用专业公司，瓦斯抽采利用企业一定要实行独立核算，实行规模化利用，产业化开发。鼓励组建股份制公司，促进煤炭企业和瓦斯抽采企业的合作。三是加强对煤层气探矿权的监管。对不能完成年最低勘查投入和抽采量的，要依法核减煤层气探矿权面积，直至注销探矿权。决不能允许一面有气不让别的企业采，一面向大气排放或导致瓦斯事故不断发生。四是完善瓦斯防治和抽采利用考核激励机制。要把瓦斯抽采利用作为考核地方和企业安全生产、节能减排、工作绩效的重要指标，定期通报抽采利用情况并形成制度。要通过对项目核准、技术改造、装备投入、建设用地等实行差别性政策，完善瓦斯抽采利用激励机制，充分调动地方和企业的积极性，加快煤层气抽采利用产业化、规模化发展。五是积极引入煤层气抽采合作竞争机制。支持大型煤炭企业参与煤层气勘探开采，鼓励外商和民营企业利用先进技术和资金投资煤层气开发，提高瓦斯抽采技术和管理水平。

（三）进一步落实完善瓦斯抽采利用政策。目前，影响煤矿瓦斯抽采利用的重要原因之一，是国家鼓励支持抽采利用的政策没有得到很好落实，有些政策还需要进一步完善。促进煤矿瓦斯抽采利用，关键是要落实政策、完善政策。一是落实瓦斯抽采利用税费优惠政策。要严格落实瓦斯抽采企业增值税先征后返、进口设备税收优惠、设备加速折旧、免征企业所得税、抵扣纳税额，以及提取生产安全费用用于瓦斯抽采等政策规定，确保政策到位，不打折扣，提高瓦斯抽采企业的积极性。认真落实瓦斯开采企业探矿权和采矿权使用费减免政策，促进扩大煤层气资源勘探量，加快煤矿瓦斯前期开发利用。二是落实瓦斯抽采利用财政补贴政策。按照瓦斯发电自发自用、多余上网的原则，认真落实瓦斯上网电价比照可再生能源电价政策。目前，瓦斯上网电价标准偏低，瓦斯发电企业没有积极性。国家将适度提高财政补贴标准，鼓励瓦斯发电并网。电网企业要千方百计克服困难，积极创造条件，保证瓦斯发电优先上网。三是落实城乡居民使用煤层气的政策。有关地区和部门要积极推进煤层气输送管网建设，或与天然气并网输送，扩大民用地域范围。要落实国家有关价格政策，实行煤层气与天然气同质同价或适度低价销售，扩大民用和汽车燃料市场，扩大瓦斯利用规模。四是完善瓦斯抽采利用标准。要借鉴国际标准，加强研究，加强沟通，努力使瓦斯防治的安全生产标准、抽采利用标准、减少排放标准协调起来，既确保煤矿安全生产，又促进煤矿瓦斯资源的有效利用。五是研究制定参与“利用清洁发展机制”国际合作的相关政策。有关部门要进一步修订符合国际合作交易的标准和办法，消除交易政策性壁垒，扩大项目合作，加快瓦斯利用。

煤矿瓦斯抽采钻孔施工 篇6

瓦斯抽采管理和考核奖惩制度

2014 年 度

富民煤矿瓦斯抽采管理和考核奖惩制度

一、总则

(一)、我矿主要领导及分管技术、生产、安全的领导必须按瓦斯治理五十条及相关规定要求抓好瓦斯抽采的技术方案制定、现场落实和监督管理;通风矿长和防突队负责矿井瓦斯抽采具体业务的落实与监督管理。

(二)、矿井瓦斯抽采，必须坚持综合抽采原则，做到“掘抽、采抽、钻抽”平衡。

(三)、矿井、水平、采区、采掘工作面设计中应包括瓦斯抽采设计，新采区、新工作面，在投产验收的同时要对瓦斯抽采工程及系统进行验收，不合格不得投产。

(四)、矿井瓦斯抽采计划列入质量标准化管理进行考核，对抽采工作做出成绩的单位和个人要进行表彰和奖励，对完不成抽采计划的单位和个人要给予处罚。

二、矿井瓦斯抽采技术规范

(一)、实施煤巷掘进本层预抽、保护层开采对被保护层卸压抽采及采空区抽采等综合抽采。具有突出危险的煤层掘进采取本层预抽;具有突出危险的薄煤层回采时必须采取本层预抽，并超前于采面不少于300m，预抽时间不少于4个月;保护层工作面开采时，必须对被保护层瓦斯进行抽采，并超前于保护层采面不少于100m。

(二)、钻孔施工

1.必须根据采掘部署及施工条件及时安排施工。

2.突出煤层穿层预抽钻孔必须穿透煤层进入顶板不少于0.5m，石门进入顶板不少于2m;有喷孔的穿层钻孔要诱导喷孔穿透煤层。

3.抽采钻孔穿煤层前必须安装上导流管，接上瓦斯抽采管，用于钻孔施工过程中瓦斯喷出时抽采瓦斯。

4.钻孔施工期间，必须有验收员或管理人员现场跟班，如实收集填报钻孔施工资料。

(三)、钻孔验收

1.由矿领导小组，防突、通风、技术等部门参加，竣工资料参加人员必须签字确认。

2.每次钻孔验收不超过150个。

3.钻孔验收标准：钻孔方位角误差不超过±3°, 倾角误差不超过±2°，终孔层位必须符合设计要求，终孔钻头不小于φ75mm。

4.及时对穿层钻孔的竣工资料进行分析，凡是发现与设计要求不符，要分析是否有地质构造，及时修改钻孔设计参数弥补施工偏差。与分析资料不符的钻孔重点查，防止打假钻影响抽采效果。

5.钻孔施工完毕，形成钻孔竣工验收资料，矿领导签、矿技术负责人审批，通风部门备案。

(四)、抽采钻孔必须采用机械封孔，并且符合以下要求：

1.封孔深度按作业规程执行。

水泥砂浆或水泥石膏浆≥6≥8≥10破碎地段封孔深度应超过钻孔松动范围或裂隙影响区。

马丽散或AB胶≥4≥6≥8

2.封孔基本要求：每次封孔施工前，必须编制封孔施工技术安全措施，包括封孔施工参数、技术要领、现场施工安全技术负责人、封孔施工验收、封孔施工复查、封孔时间要求等内容。达到封孔深度符合要求，不漏气。并形成封孔验收、复查记录。

3.常规封孔方法：

(1)水泥砂浆(水泥石膏浆)封孔方法：上向钻孔，倾角大于45°时，可用0.6-1.0m长的注浆管进行灌浆，当有水从钻孔抽采管流出来时停止灌浆;水平钻孔及倾角小于45度的上向钻孔，必须在下端头上挡板(棉纱团)，注浆管长度达到挡板处(棉纱团)，并对挡板处的抽采管钻筛孔;下向抽采钻孔，必须在下端头上挡板(棉纱团)，当钻孔未变形，注浆管长度可为0.6-1.0m，若钻孔变形，注浆管长度应为封孔长度，当浆液封满钻孔后再对孔口进行封堵。

(2)马丽散或AB胶封孔方法：上(下)端头设挡板(棉纱团)，抽采管不小于封孔长度，注浆管长度可为0.6-1.0m，控制注入双液，双液量为需封堵体积的0.3～0.5倍。

(3)其它封孔新技术、新工艺或特殊封孔要求按具体封孔施工技术安全措施执行。

4.注浆管抽采钻孔封孔段前方，抽采管必须留有2m长度，防止跨矸堵塞。

5.封孔必须由防突队的钻机工施工，保证封孔质量。

(五)、接管抽采

1.实行卸压抽采的封孔管直径不小于φ50mm，抽采钻场汇流管

直径不小于φ150mm。

2.钻场(钻孔)施工完以后，3 天之内应接管抽采。

3.钻场抽采管连接，必须采用并联;钻孔抽采管与汇流管直接连接，应用白色塑料管。

4.要求抽采管连接不漏气，由瓦斯办落实人员检查，并作好检查记录备查。

(六)、抽采参数检测和调整

1.每个钻场必须设置抽采负压调节装置和测流点(有条件时应检测单孔抽采参数)，每旬检测抽采钻场抽采浓度、抽采负压、抽采温度、抽采流量，并建立抽采台帐。

2.根据检测结果，由防突对抽采检测工对各钻场进行调整。对漏气的钻孔及时进行堵漏，无瓦斯抽出(瓦斯浓度在0.5%以下)的关闭闸门停抽。

3.进行有自然发火危险的采空区瓦斯抽采时，必须设置负压调节装置和测流点，每旬检测CO浓度和抽采参数。发现有自然发火征兆时，必须立即上报矿总工程师，以便采取防灭火措施。

4.各检测点悬挂检测管理牌，包括检测时间、检测地点、抽采浓度、抽采负压、抽采温度、抽采流量、一氧化碳浓度(采空区)。

(七)、管道安装

1.抽采管道要敷设平直，高度不小于300mm，以便安设放水器。管道安装质量符合专门设计技术要求，并由技术部门组织工程技术人员验收后方可投入使用。

2.抽采干、支管安装必须有利于放水，抽采干、支管在龙门架前、后方或低矮处、钻场汇流管、温度变化处以及斜坡下坡口必须设自动放水器和除渣器，凡抽采钻孔(钻场)高于抽采干、支管和涌水量较大的抽采钻场必须安设自动放水器。

3.新安装管道接头扣件必须齐全。

4.抽采管道应在钻孔施工前3天接到位。

5.抽采主、干管道滞后掘进工作面不大于300m。

(八)、抽采动态图

1.抽采动态图要真实及时反映现场抽采动态，每月必须进行更新，由防突对完成。

2.抽采动态图内容有：以采掘巷道平面图为底图，采掘工作面位置、未保护边界线、钻场、钻孔数量、接抽时间、抽采参数测点及参数、抽采管道尺寸及长度、阀门位置及规格、放水器及出渣器位置等。

3.抽采动态图每月经通风部门、防突队、矿总工程师会审，报生产、安全、通风部门、矿总工程师(纸质件)和矿生产、通风、安全部门、矿总工程师(电子图件)。

(九)、瓦斯抽采泵站

1.瓦斯抽采泵工必须由专门的经过安全资格培训合格的人员担任。

2.瓦斯抽采泵至少有两台，至少一台备用。

3.瓦斯抽采泵站必须有防回火、防回气、防爆炸装置，有防雷、防火设置，有直通矿调度室电话。

4.瓦斯抽采泵站所有电气设备、设施必须采用矿用防爆型。

5.抽采瓦斯泵站放空管的高度应超过泵房屋顶3m。

6.瓦斯泵工必须每小时检测一次抽采参数，巡视抽采泵运行情况，作好运行记录备查。

7.瓦斯抽采泵必须由电钳工每周检查一次电控、机械部位，作好检查检修记录备查。

8.瓦斯抽采泵站必须有完善的瓦斯抽采监控系统，瓦斯监控维修人员每周检查校核一次，作好记录备查。

9.完善抽采泵站管理制度，必须在醒目处悬挂抽采泵司机操作规程、岗位责任制、操作流程图、交接班制度、抽采泵站管理制度、防火制度、要害场所管理制度等，作好抽采泵运行记录、交接班记录、领导上岗检查记录、外来人员登记薄等。

10.抽采瓦斯泵停止运行时，必须立即向矿调度室汇报，由调度室向矿总工程师或值班领导汇报和采取措施处理。

三、抽采瓦斯计量管理规定

(一)、抽采瓦斯计量必须由培训考试合格的专职测流人员负责测定、计算填表等工作。

(二)、抽采瓦斯主干管计量原则上用涡街流量计等自动化监控与存贮、打印系统，并每旬用皮托管测试方法校对一次;钻场抽采瓦斯计量每旬用皮托管检测。

(三)、必须按规定配齐3套以上抽采瓦斯计量检测仪表及工具。

(四)、抽采瓦斯计量结果和上报资料必须统一采用法定计量单

位。

(五)、瓦斯抽采系统总抽采量以泵站进气端测点测定值为准。由泵站司机每小时测定记录一次该测点负压、浓度、压差或速压，每旬末由专职测流人员测定一次，同时对泵站记录数据进行校核，并据此计算总抽采瓦斯量。

(六)、抽采主、干、支管和工作面采场对应的“前三后五”钻场(本层预抽为采场“前五”)，正常时每旬测定一次负压、浓度、压差或速压，测定大气压、管内温度，并据此计算瓦斯抽采量，填写现场记录牌和报表，所有钻孔每旬测定一次单孔浓度。各工作面、揭煤点必须设点测流。

(七)、抽采瓦斯旬报表次旬三天内报通风部门。各抽采点每月填报一次抽采动态图。

四、抽采瓦斯管理

(一)、钻孔方位、倾角误差超过2°、钻孔未穿透设计层位、终孔孔径小于设计要求，该孔不计算进尺，且应重新补打。

(二)、预抽孔终孔时必须有验收工现场验收，否则不予计算进尺，验收表存于矿技术档案室备查;抽采管理部门和安全部门定期或不定期对抽采钻孔进行抽查，要求预抽和卸压抽采孔抽查率不低于30 %，其它孔不低于20%。

(三)、必须建立健全抽采系统管路检查与放水管理制度、抽采人员操作规程、抽采孔验收制度、抽采人员责任制等制度。

(四)、钻场施工完后，必须及时封堵、接抽，对抽采队每月按实际接抽的钻孔计算有效抽采钻尺，以此作为结算工资的依据。

(五)、抽采主、干、支管出现积水，按“三违”进行处罚，放水器、除渣器每月至少除渣一次，并有记录可查。

(六)、井下钻场管理牌和放水器管理牌必须齐全，且必须填写清楚。

(七)、测流人员必须按规定进行测流，严禁弄虚作假。(八)、随意关闭井下抽采闸门，按“三违”进行处罚。（九、)泵站司机按规定进行抽采参数测定、记录。(十)、瓦斯办应每旬组织抽采系统检查。

(十一)、防突队应建立验孔台帐、管道敷设台帐、抽采系统旬检台帐、钻机管理台帐，并按时填绘。

(十二)、对验孔、查孔人员不负责任、弄虚作假、虚报、假报钻尺数据者，一律按严重“三违”进行追查处理。

(十三)、瓦斯泵司机必须经过专业培训并持证上岗，瓦斯泵房必须在醒目位置悬挂瓦斯泵司机的操作规程、操作流程图、岗位责任制、交接班制度及瓦斯泵的开停制度等制度。

五、考核奖惩制度

(一）、防突队在保证质量、安全的前提下，完成或超额完成抽放瓦斯工程计划指标，且完成或超额完成瓦斯抽放量计划指标者，每抽放1m³瓦斯奖励0.15元，完不成月度抽放量计划指标时，不足部分每1m³罚款0.3元，并在当月工资中兑现。

(二)、工作面出现瓦斯超限影响生产时，合计每影响1小时罚防突队500元，以半小时为单位计算，合计影响时间在半小时以下的不予处罚。

(三)、因检查不及时或检修维护不到位，瓦斯抽放系统发生故障停机者，或因其它原因影响工作面瓦斯抽放效果者，每次罚机电科1000元；无计划停止抽放系统运转者，每次罚当事人200元，罚防突队1000元。造成工作面瓦斯超限或影响生产者，加重处罚。

(四)、因瓦斯抽放参数人工测定不及时或抽放设备运行参数检查不及时，记录填写不认真，每次罚机电科当事人100元。

(五)、调度室严格按有关规定调度指挥瓦斯抽放和瓦斯超限事故处理工作，记录台帐填写仔细认真，否则每次罚当班调度员200元。

(六)、安全监测系统和瓦斯抽放监测系统维护较好，运行稳定，监控断电灵敏可靠，监测及统计数据准确，若出现系统维护管理不到位，传感器调校、移设不及时，监测及统计数据不准确，报警、断电失灵或者误动作，每次罚相关责任人100-200元；影响矿井安全生产者，每次罚调度监测组500-2000元。

(七)、当班瓦检员能及时发现瓦斯超限安全隐患，并按有关规定检查、汇报和处理者，确保当班安全生产者，每人次奖励100元。

(八)、出现瓦斯超限当班瓦检员能积极检查、汇报并按有关规定采取措施处理瓦斯超限，确保当班安全生产者，奖励100元。

(九)、瓦检员未现场交接班或出现空班漏检、假检者，或者不按有关规定填报有关手册和记录，瓦斯检查不认真，瓦斯超限隐患发现

不及时，不按有关规定检查、汇报、处理瓦斯超限情况者，每次罚款100元，情节严重者按有关规定处理。

(十)、有关管理人员，其它对瓦斯治理工作有突出贡献的人员，由矿瓦斯治理领导小组根据贡献和责任大小研究进行奖罚。

(十一)、各部门与瓦斯抽放管理无关人员不得参与瓦斯抽放奖罚，否则取消部门奖励资格，并对主要负责人进行处罚。

煤矿瓦斯抽采钻孔施工 篇7

1 工作面概况

8101工作面位于一水平一采区上段, 走向长1 290 m, 倾斜长113.76 m, 埋深475～585 m。上部残留边角块段暂未采掘, 下为8102工作面正在收作, 左邻F25断层, 右距采区边界约210 m。

所开采的8煤层分两层, 煤层之间的夹矸厚0.7～3.3 m, 平均厚1.43 m, 岩性为泥岩、粉砂质泥岩。夹矸上部81煤厚2.1～5.6 m, 平均厚3.9 m, 下部 82煤厚1.8～5.0 m, 平均厚2.8 m。82煤局部含1～2层夹矸, 厚0.05～0.2 m。 81煤、82煤总厚度为4.4～9.0 m, 平均厚度6.7 m。工作面煤层走向150°～180°, 倾向240°～270°, 倾角平均13°。从切眼向外400 m的范围为主要仰采段, 仰采角5°～20°, 平均9°。

工作面采用综合机械化放顶煤工艺开采, 采82煤, 放81煤。采用采区前进工作面后退方式;顶板控制采用全部垮落法, 工作面为走向长壁式布置方式。

工作面绝对瓦斯涌出量为6.22 m3/min, 相对瓦斯涌出量为3.00 m3/t 。煤尘具有爆炸危险性, 所回采的煤具有自燃倾向, 工作面地温为29.4～32.3 ℃, 地压显现明显。

2 采场上覆岩层运动规律

用RFPA2D分析系统建立平面应变模型来模拟8101工作面上覆岩层由开采引起的岩层运动情况。当回采工作面推进到使上覆岩层充分移动和破坏后, 以及受到起着关键层作用的岩层支撑, 上覆岩层的垮落、裂隙发育已经基本稳定。根据岩层移动、破坏的发展程度, 可将上覆岩层分为4带, 即垮落带、断裂带、离层带、弯曲下沉带。采场上覆岩层在煤层充分采动后的破坏情形见图1。

8101工作面直接顶为厚1.86 m的泥岩, 采动后基本直接垮落。由RFPA2D软件模拟结果可知, 老顶周期来压步距平均为10 m, 顶板上方的18号泥岩、62煤层和16号泥岩所在区域为严重断裂带, 是瓦斯主要积聚的区域。因此高位钻孔终孔应尽量布置在该范围内, 距煤层顶板距离为28～41.3 m。

3 瓦斯抽放设计

3.1 钻场设计

在8101工作面风巷每隔100 m左右布置1个钻场, 高位钻场布置在8煤层上方的细砂岩里, 其中钻场底部距煤层3.86 m。

如图2所示, 在回风巷靠近工作面的一侧, 垂直于上风巷开挖1条倾斜向上的联络巷进入8煤层上覆岩层, 该联络巷倾角为α, 投影长度为L。在煤层顶板开挖1个硐室作为钻场, 钻场的长×宽×高为5.5 m×3.5 m×2.3 m。

3.2 钻孔布置层位确定

每个钻场设计7个钻孔, 分2排布置, 上排3个, 下排4个。设计钻孔直径为91～108 mm, 孔与孔之间的距离为500 mm, 下面一排孔距钻场底板1 m, 两排孔之间的距离为500 mm。

确定抽放钻孔布孔层位的原则:使钻孔终孔尽量布置于断裂带内的岩层里。设计第1钻场离开切眼95 m, 所施工的钻孔全部处于断裂带逐渐增高阶段。依据模拟实验结果, 将第1钻场下排钻孔终孔控制在距煤层顶板12 m, 上排钻孔终孔控制在距煤层顶板23 m处。

当工作面推进到离开切眼130 m左右处, 断裂带高度距离开采煤层达到最大41.3 m, 此后开采阶段为正常回采阶段, 顶板周期垮落, 裂隙发育正常。由模拟结果可知, 工作面老顶初次来压步距为50 m, 周期来压步距为10 m。第2钻场及其以后的钻场上排钻孔、下排钻孔终孔控制在距煤层顶板28～41.3 m, 上排钻孔和下排钻孔的终孔间距为50 m。钻孔布置剖面图见图3。

3.3 钻场之间钻孔重叠关系

确定瓦斯抽放钻场间钻孔的合理重叠距离时要考虑采空区顶板的垮落角和周期垮落步距, 由RFPA2D数值分析的结果, 得到采空区顶板垮落角α为59°。如图4所示, 图中a表示该钻场的抽放盲区长度, b表示钻孔的最小重叠长度, h为钻孔终孔位置距煤层顶板垂高。要保证前一钻场报废时, 下一钻场的下排孔进入顶板的裂隙区域内才能抽出瓦斯。

钻场间钻孔的最小重叠长度为

bmin=a+hcot α (1)

将a取5 m、h为41.3 m代入式 (1) , 得bmin=29.8 m。

钻场间钻孔要求的最大重叠长度对应的老顶悬臂梁长度达最大, 即老顶悬臂梁长度为周期破断距, 其确定方法与最小重叠长度类似, 只是比最小重叠长度增加了老顶的周期破断距, 即钻场间钻孔的最大重叠长度为

bmax=a+Lz+hcot α (2)

式中Lz为老顶的周期破断距, 取模拟平均值10 m, 代入 (2) 式, 得bmax=39.8 m。

由于钻孔在老顶悬臂岩层内, 也能抽出采空区的瓦斯, 因此, 钻孔最大重叠长度有较大的富余, 且钻孔最大重叠长度出现的概率较小, 所以设计的钻孔重叠长度可以小于钻孔最大重叠长度。同时, 考虑到顶板垮落角有一定的变化, 钻场之间钻孔的重叠长度相对于最小钻孔重叠长度要留有一定的富余系数。综合考虑以上因素, 钻场之间钻孔的设计重叠长度考虑为要求的最大和最小重叠长度的均值, 取35 m。钻孔布置层位及重叠关系见图5。

3.4 顶板抽放钻孔在倾向方向控制范围

根据采动裂隙的“O”形圈理论, 顶板走向高位钻孔在倾向方向上的有效控制范围与风巷的中线距离最大为40 m, 因此钻孔的终孔位置与风巷的平距必须小于40 m。

工作面顶板在倾向方向上也存在垮落角β, 近似取其与工作面走向顶板的垮落角一致, β=59°。煤层的平均倾角θ=13°, 厚度d=8.1 m。钻孔与风巷中线的最小平距c确定方法如图6所示, 平距c计算如下:

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考虑煤层倾角的影响, 结合采动裂隙“O”形圈理论, 根据工作面顶板垮落形态确定钻孔与风巷下帮的平距为20～30 m时抽放效果将最佳。为了更好地进行上隅角瓦斯抽放, 在靠近上隅角平距为6 m专门设立一钻孔进行上隅角瓦斯抽放。钻孔沿倾向方向控制范围见图7。

3.5 钻孔参数确定

根据顶板钻孔终孔层位、钻孔之间的重叠关系、下排钻孔的抽放盲区、钻孔与风巷的平距及钻场间距, 以及考虑到煤层随走向的变化, 计算出抽采钻孔长度。钻孔设计优化参数见表1。

4 结语

高位长钻孔是以工作面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道来抽放瓦斯的新技术。笔者运用计算机RFPA2D软件模拟结果, 结合采动裂隙“O”形圈理论, 确定了采空区瓦斯抽放高位长钻孔钻场的层位、钻孔的终孔层位、钻孔的重叠距离、终孔位置与风巷的平距等, 优化了钻孔技术参数。在研究采空区顶板垮落的一般规律的基础上, 为不同的地质条件, 给出了一个全新的、经济上可行的采空区瓦斯抽放的设计方法。

参考文献

[1]钱鸣高, 刘听成.矿山压力及其控制 (修订本) [M].北京:煤炭工业出版社, 1991.

[2]吴健.我国放顶煤开采理论与实践[J].煤炭学报, 1991 (3) :1-10.

[3]富强.长壁综放开采松散顶煤落放规律研究[D].北京:中国矿业大学, 1999.

煤矿瓦斯抽采钻孔施工 篇8

摘要：为解决潘三煤矿顺层钻孔封孔不严造成消突效果差和CO超标的问题，结合矿井煤层实际情况，提出了一种新封孔工艺瓦斯抽采技术，此项技术包括选择初凝时间可调、流动性强的速凝膨胀封孔剂，带压封孔以及增加封孔长度等措施。经1762（3）综采工作面现场实践证明，顺层钻孔抽采浓度大幅增加，CO超标现象明显减少，封孔效果良好。

关键词：顺层钻孔；封孔；瓦斯抽采

中图分类号：TD712.6文献标志码：B

文章编号：1672-1098（2015）01-0035-04

潘三矿的13煤、11煤等突出危险区综采工作面回采前均采用顺层钻孔预抽消突，因抽采浓度低，合茬抽采后单孔浓度普遍在15%以下，而且衰减后，下降到5%～10%，还经常出现CO达到或超过24×10-6，造成90%以上钻孔间歇性抽采。为尽早实现工作面预抽达标，我矿采取将顺层钻孔施工间距由10 m加密为5 m，甚至25 m，靠增加钻孔量或延长抽采时间提高抽采量。不仅费时费力费财，还因为抽采出现CO存在自然发火重大安全隐患，不能实现快速安全消突。

经分析顺层长钻孔停抽原因，主要是封孔不严，封孔工艺不过关造成钻孔漏气，钻孔在煤层中施工，周围煤体相对比较松软，裂隙发育程度较高，传统封孔工艺很难解决抽采漏气问题[1]。钻孔漏气导致单孔瓦斯浓度衰减快[2]，而且强抽易引起煤体提前氧化，出现CO。为了达到抽采浓度最大化、抽采时间持续化，最终实现采煤工作面快速消突，在1762（3）综采工作面顺层钻孔实施新工艺封孔抽采技术。

1工作面概况

1762（3）工作面标高-640～-584 m，处于13煤突出危险区域，瓦斯原始压力25 MPa，瓦斯含量82 m3/t。轨道顺槽及切眼采用底板巷穿层钻孔掩护，运输顺槽为沿空掘进。工作面走向长度为870 m，倾斜长度为242 m，煤层平均厚度为4m， 工作面内煤层角度6°～11°， 平均为7°。 工作面回采前， 采用顺层长钻孔预抽消突， 分别在轨、 运顺垂直巷帮开孔， 相向施工， 间距10 m，轨顺设计81个，长110 m，为下向顺层孔。运顺设计80个，长140 m，为上向顺层孔（见图1）。

选择1792（3）工作面为比对面，主要是1762（3） 工作面与1792（3）工作面属于同采区同煤层，工作面消突措施相同。

图11762（3）工作面钻孔布置示意图

2创新顺层长钻孔封孔新工艺

封孔新工艺主要特点：选择初凝时间可调，流动性强的速凝膨胀封孔剂；实现带压封孔，注浆压力达到2 MPa，对钻孔周边松散的煤体和裂隙加强密封；增加封孔长度，由12 m加长为14 m，以减少穿层钻孔影响；加强现场组织管理，确保封孔质量。

21封孔材料选择

以往潘三矿顺层长钻孔，采用聚氨酯有机发泡材料作为封孔剂进行封孔。应用实践中发现，抽采效果不够理想。主要表现在，一方面，抽采瓦斯浓度低，抽采效果差，影响了消突效果；另一方面，抽采钻孔CO超标，甚至出现过钻孔发火的现象。

出现这些现象的原因在于，封孔效果差，出现抽采钻孔漏气。而造成聚氨酯封孔漏气的原因在于以下两个方面：一方面，顺层钻孔的孔口段处在巷道的塑性破坏范围内，煤体完整性差，裂隙和节理发育，具有一定的渗透性；另一方面，聚氨酯封孔剂，初凝时间难以调节，封孔长度不易控制，聚氨酯反应速度太快，不能使钻孔周边松散煤体和缝隙得到充分密封[3]。

为了提高顺层钻孔的密封性，需要找到一种新型的封孔材料。新型的封孔材料必须具备以下特点：初凝时间可调，封孔长度容易控制，材料的流动性强，能够渗流到钻孔周围的裂隙中，充分密封钻孔。通过比较多种具有类似这种特性的材料，并经过多次密封试验，最后确定选用JD-WFK-2型速凝膨胀水泥封孔剂，作为新的封孔材料。

该速凝膨胀封孔剂外观为灰色粉末，无毒、无污染、无腐蚀性。将材料按比例1：1兑水施工，制料过程中发生单纯的物理络合反应，反应不剧烈，无明显热量放出，无有毒有害气体生成。该封孔剂初凝时间可调，封孔长度容易控制，流动性强。该封孔剂的膨胀系数为08%～12%，凝固膨胀后不析水，密实性好。在封孔时，采用带压注射，封孔剂能够渗流到钻孔周围煤体的裂隙内，能够显著提高钻孔的封孔质量。

22封孔工序

221扫孔下套管前，利用压风，通过钻杆，将封孔段内的煤粉全程清扫干净。

22.2下套管及堵孔

采用2 m花管、12 m实心双抗管和2 m实心铁管，连接成抽采管。花管放置在钻孔前段，双抗管与花管连接。双抗管前端2 m包裹棉纱与聚氨酯混合物，并用铁丝固定。将底部敷设棉纱的双抗管送至孔中预定深度后，反复抽动双抗管路，使底部棉纱与孔壁充分接触，形成前端封堵段。在前端封堵段后，铺设两路钢管，分别做为注浆管和返浆管，两路钢管在孔口处外露03 m。注浆管长度40 m；若为上向钻孔，则返浆管长12 m；若为下向钻孔，则返浆管长度为40 m。在孔口段，采用速凝膨胀封孔材料或聚氨酯进行封堵，封堵深度15 m，凝固时间10 min。封孔段配置两路铁管，在孔口安设球阀，外露300 mm，分别做为注浆管和返浆管，注浆管长4 m，返浆管上向孔长12 m，下向孔长4 m（见图2）。

图2顺层钻孔封孔工艺图

223压注封孔材料

采用型号OZB-50-6风动注浆泵注浆，将速凝膨胀封孔剂与水按1∶1比例混合后注入孔中，当预埋返浆管有浆液流出时，钻孔内浆液已满， 此时关闭返浆管路球阀继续注

浆。经过反复试验，确定了带压注浆的压力和时间最佳值，即注浆泵压力达到2 MPa，保持注浆5 min后停止注浆并关闭注浆管，此时钻孔内裂隙已经充分封堵。由于速凝膨胀封孔剂具有凝固膨胀后不析水，膨胀系数高的特点，因此在停泵后，浆液凝固过程中，材料将继续膨胀，充填裂隙，达到密封钻孔的目的（见图3）。endprint

224合茬抽采

待注浆4 h后，封孔材料完全凝固，即可连接抽采管路进行瓦斯抽采，抽采负压保持在13～15 kPa。

3抽采效果分析

在1762（3）工作面已成功使用新的封孔工艺封孔139个。封孔后瓦斯抽采数据与1792（3）顺层孔抽采数据对比如表1所示，单孔浓度对比如图4所示，单孔抽采纯量对比如图5所示。

图3顺层钻孔及（下向）封孔效果图

1. 1762（3）运顺钻孔抽采纯量；2. 1792（3）运顺钻孔采纯量

图51762（3）和1792（3）平均单抽采纯量考察图

由表1、图4及图5可看出，新的封孔工艺与老的封孔工艺对比，在相同负压（13 kPa）下钻孔的抽采效果有了很大程度提高，一个月后的抽采浓度由原来10%，提高到25%，增幅达到150%。不仅如此，新的封孔工艺的应用，提高了钻孔的密封性，钻孔因抽采漏气出现CO气体的几率大大降低（见图6），延长了钻孔抽采寿命（见图7）。

图61792（3）和1762（3）顺层孔内CO对比图

图71792（3）和1762（3）顺层钻孔抽采寿命对比图

目前1762（3）顺层钻孔平均抽采时间已持续达两个月以上，单孔平均抽采量005 m3/min，相比1792（3）工作面顺层孔抽采寿命而言，提高了9倍以上。

4结论

通过改进封孔工艺与加强现场管理相结合，潘三矿在1762（3）顺层长钻孔瓦斯抽采浓度和连续抽采时间，相对于以前封孔工艺，两个月后单孔平均抽采浓度，由原来不到10%，提高到25%，增幅达到150%，钻孔因CO浓度大于24×10-6而停抽率由原来74%降为2%，降低了近37倍。

参考文献：

[1]WANG LIANG，CHENG YUAN-PING，LI FENG-RONG，et al.Fracture evolution and pressure relief gas drainage from distant protected coal seams under an extremely thick key stratum [J].Journal of China University o f Mining & Technology，2008，18 （2）：182-186.

[2]王兆丰. 我国煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨[J]. 焦作工学院学报：自然科学版， 2003， 22（4）：241-246.

[3]周福宝， 李金海， 昃玺， 等.煤层瓦斯抽采钻孔的二次封孔方法研究[J].中国矿业大学学报， 2009， 38（6）： 64-67.