摘要：潘三礦13-1煤層為主采煤層，透氣性系數(shù)普遍在0.0011～

0.0012m2/（MPa2·d），屬較難抽放煤層，為提高對(duì)原始煤體的抽采效果，在潘三礦17101（3）運(yùn)順及切眼掩護(hù)巷試用鉆孔掏穴增透技術(shù)，采用“兩堵一注”封孔工藝，圍繞“鉆到位、管到底、孔封嚴(yán)、水放通”積極開展抽采四化品牌創(chuàng)建工作，實(shí)現(xiàn)了95%以上鉆孔單孔高負(fù)壓（13～30KPa）抽采下高濃度（20%～90%）長(zhǎng)時(shí)間（90天～410天）連續(xù)抽采達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞：透氣性系數(shù) 抽采效果 掏穴 兩堵一注 噴漿

1 概況

潘三礦17101（3）工作面位于東四采區(qū)，工作面標(biāo)高-610～-680m，工作面走向長(zhǎng)1302m，煤層原始瓦斯壓力3.1Mpa，瓦斯含量9.57m3/t，煤層傾角平均8°，煤層平均厚度4.4m。該面東段450m及切眼段屬于13-1煤突出危險(xiǎn)區(qū)，采用底板巷穿層鉆孔條帶預(yù)抽區(qū)域瓦斯治理措施掩護(hù)運(yùn)輸順槽及切眼煤巷掘進(jìn)。

2 掏穴鉆孔增透抽采最大化技術(shù)關(guān)鍵

2.1 頂?shù)装逑锏绹姖{

鑒于鉆孔施工巷道圍巖裂隙不漏氣是孔封嚴(yán)的必要條件，為增強(qiáng)巷道圍巖密實(shí)性，在鉆孔施工前，對(duì)17101（3）運(yùn)順底板巷全巷道所有圍巖裸露段重新進(jìn)行了噴漿處理，保證了鉆孔封嚴(yán)后不產(chǎn)生圍巖裂隙漏氣。

2.2 鉆孔掏穴增透

掏穴鉆孔設(shè)計(jì)：穿層鉆孔按照不大于10*5m布置，共布置54組，共設(shè)計(jì)633個(gè)鉆孔，其中542個(gè)鉆孔采用掏穴鉆孔施工，控制到巷道兩側(cè)輪廓線外15m范圍內(nèi)的煤體。掏穴鉆孔孔徑為￠110mm變￠260mm。鉆孔傾角10°到60°?？咨顬?2m到104m。采用ZDY-3200S型鉆機(jī)、∮63.5/73mm*1000mm小螺旋肋骨鉆桿、∮110mm單翼掏穴鉆頭擴(kuò)孔（展開后∮260mm）施工。

掏穴鉆孔施工難點(diǎn)在于重新送鉆時(shí)間較長(zhǎng)，鉆孔必須成型好，而且保直，鉆頭側(cè)翼打開前必須確保在煤段。關(guān)鍵施工工藝：

①先使用∮113mm孔徑鉆頭鉆進(jìn)，巖段使用濕式鉆進(jìn)，預(yù)計(jì)見煤前5m開始采用壓風(fēng)排渣直到過煤結(jié)束。

②按照設(shè)計(jì)要求施工過13-1煤，見巖500mm停止鉆進(jìn)，徹底排盡孔內(nèi)煤巖粉后撤回鉆桿。起鉆過程嚴(yán)禁采用水排渣，用水排渣易造成孔內(nèi)煤巖粉堵塞，誘發(fā)噴孔事故。

③更換為掏穴鉆頭擴(kuò)孔，使用前先在孔外安裝上掏穴鉆頭實(shí)驗(yàn)風(fēng)壓力狀況，確定是否能正常打開鉆頭側(cè)翼，待確認(rèn)正常后方可下入孔內(nèi)，觀察鉆機(jī)壓力表壓力變化情況。

④送入掏穴鉆頭時(shí)不開壓風(fēng)（水），不旋轉(zhuǎn)。直到送入孔內(nèi)見煤段500mm以上，然后緩慢開啟壓風(fēng)，鉆桿只旋轉(zhuǎn)不給進(jìn)，待掏穴鉆頭側(cè)翼完全打開后，進(jìn)行正常擴(kuò)孔鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時(shí)要輕壓慢鉆，控制給進(jìn)壓力，確保鉆孔擴(kuò)孔段施工質(zhì)量（給進(jìn)壓力控制在0～6MPa），直到掏穴鉆進(jìn)至止煤點(diǎn)前500mm停止向前掏穴。

⑤鉆孔掏穴全程帶防噴裝置，并在孔口防噴裝置與負(fù)壓管道之間，加入礦用濕式除塵器，利用孔口負(fù)壓降塵，實(shí)現(xiàn)鉆孔壓風(fēng)排渣有效除塵。

⑥煤段擴(kuò)孔施工完畢后，鉆頭不給進(jìn)，保持旋轉(zhuǎn)兩分鐘以上，孔口出煤量逐漸減少直至不出煤屑為掏穴結(jié)束，然后將孔內(nèi)煤渣排盡，確?？變?nèi)無虛煤后，先停止旋轉(zhuǎn)，再停止壓風(fēng)供給，待側(cè)翼鉆頭復(fù)位后，方可緩慢撤鉆，實(shí)現(xiàn)鉆到位。

2.3 鉆孔“兩堵一注”孔封嚴(yán)、全程小直徑套管管到底

所有鉆孔均采用XF2-113型瓦斯抽排封孔器封孔，封孔長(zhǎng)度12m，中間采用2ZBD18.5/4型風(fēng)動(dòng)注漿泵帶壓注實(shí)膨脹水泥。較長(zhǎng)鉆孔（超過60m）、無構(gòu)造及煤質(zhì)較硬時(shí)封孔器前端下∮50mm花管8m，遇構(gòu)造及煤質(zhì)較軟時(shí)全程下∮25mm花管到底，實(shí)現(xiàn)孔封嚴(yán)、管到底。為防止堵孔，凡單孔濃度下降超過50%時(shí)未下套管孔均采取下4分壓風(fēng)管全孔掃孔，孔內(nèi)正壓吹孔與孔口負(fù)壓抽采相結(jié)合，防止噴孔。2.4 抽采管路排水自動(dòng)化確保水放通

17101（3）底板巷共設(shè)計(jì)54組，每組12個(gè)鉆孔。每組鉆孔采用φ159mm支管與φ325mm主干管連接進(jìn)行抽采，由于所有鉆孔均為上向鉆孔，單孔均可自動(dòng)放水到每組支管，因此設(shè)計(jì)若干組鉆場(chǎng)聯(lián)合安設(shè)一路φ50mm管路按5‰坡度布設(shè)在支管下方作為放水管路，每組鉆場(chǎng)均與放水管路聯(lián)通，在放水管末端和抽采干管低洼處安設(shè)自動(dòng)放水器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放水。

3 掏穴鉆孔增透抽采效果

3.1 17101（3）運(yùn)順及切眼掩護(hù)巷瓦斯抽采效果總體評(píng)價(jià)

17101（3）運(yùn)順底板巷鉆孔施工時(shí)間為2011年2月16日到2011年12月1日，為一個(gè)評(píng)價(jià)單元。切眼掩護(hù)巷鉆孔施工時(shí)間為2011年11月13 到2012年3月2日，為一個(gè)評(píng)價(jià)單元。17101（3）運(yùn)順底板巷干管抽采濃度最大達(dá)67%，單孔抽采時(shí)間最長(zhǎng)為376天，單孔濃度最高達(dá)100%，單孔流量最大達(dá)0.13m3/min，現(xiàn)抽采濃度仍達(dá)20%，抽采純量2.1m3/min，共抽采410天，累計(jì)抽采總量321.6萬m3。切眼掩護(hù)巷現(xiàn)抽采濃度達(dá)20%，抽采純量0.9m3/min，共抽采93天，抽采總量17萬m3。

3.2 鉆孔掏穴煤量統(tǒng)計(jì)

17101（3）運(yùn)順底板巷共設(shè)計(jì)鉆孔633個(gè)，其中542個(gè)鉆孔進(jìn)行掏穴施工。在掏穴鉆孔施工期間，由礦驗(yàn)收人員現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)驗(yàn)收掏穴煤量。經(jīng)統(tǒng)計(jì)最大單孔掏穴煤量1600kg，平均單孔掏穴煤量700kg，每米掏煤量58kg。

3.3 掏穴鉆孔抽采流量、濃度效果

掏穴鉆孔φ260mm比原來φ113mm孔徑每米增加煤體暴露面積0.46m2，增加體積0.044m3，掏穴鉆孔在相同抽采負(fù)壓下抽采濃度衰減幅度較小，能維持較長(zhǎng)時(shí)間（300天以上）高濃抽采，掏穴鉆孔平均濃度為44%，未掏穴鉆孔平均濃度為29%，單孔抽采濃度提高1.5倍。而且掏穴鉆孔隨著煤體的進(jìn)一步壓縮、破碎變形造成透氣系數(shù)增大，提高了鉆孔抽采影響半徑。

4 結(jié)論

①掏穴鉆孔在二次擴(kuò)孔過程中，加大了對(duì)周圍煤體的擾動(dòng)，煤體的膨脹變形增大，使卸壓更加充分，透氣性也隨之增大，預(yù)抽瓦斯效果得到顯著提高。在17101（3）運(yùn)順底板巷采用掏穴鉆孔施工，使低透氣性強(qiáng)突煤層在高標(biāo)準(zhǔn)做到“鉆到位、孔封嚴(yán)、管到底、水放通”下，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)半年以上時(shí)間的高效抽采，充分發(fā)揮了穿層鉆孔底板巷綜合效益最大化。

②在嚴(yán)封孔上，充分認(rèn)識(shí)到穿層鉆孔巷道圍巖噴漿堵漏是實(shí)現(xiàn)孔封嚴(yán)的必要條件，實(shí)踐證明，嚴(yán)封孔就能實(shí)現(xiàn)抽采最大化。

③鉆孔封孔長(zhǎng)期堅(jiān)持“兩堵一注”，封孔必堵兩頭，必中間高壓注膨脹水泥，必驗(yàn)收、考察抽采效果。不達(dá)標(biāo)必嚴(yán)肅問責(zé)。

④充分運(yùn)用抽采信息化手段，為抽采效果統(tǒng)計(jì)提供大量詳實(shí)基礎(chǔ)資料，便于分析瓦斯抽采過程中的問題與總結(jié)規(guī)律。

⑤堅(jiān)定鉆孔增透技術(shù)路線，特別是掏穴增透技術(shù)積極運(yùn)用和規(guī)范操作，最大化抽采瓦斯。下一步工作重點(diǎn)是攻關(guān)強(qiáng)突軟煤層增透防噴和鉆孔防堵技術(shù)，開辟頂?shù)状鱼@孔作為民用氣源的新途徑。

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作者簡(jiǎn)介：

胡海利（1985-），男，安徽蕭縣人，現(xiàn)任淮南礦業(yè)集團(tuán)公司潘集第三煤礦通風(fēng)防突科助理工程師，2007年6月畢業(yè)于安徽理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，學(xué)士學(xué)位。