摘要：通過在2315-2采面兩巷頂板進(jìn)行抽放鉆孔的施工，實(shí)施2315-2采面上鄰近層二次卸壓瓦斯抽放提高了瓦斯抽放量，并減少了上鄰近層瓦斯向采面的涌出量，取得了十分良好的抽放效果，對確保礦井安全生產(chǎn)具有很大的指導(dǎo)意義，具有明顯的社會、經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：回采工作面、瓦斯抽放、二次卸壓、鄰近層、效果

1. 試驗(yàn)工作面2315-2采面的概況

2315-2工作面位于回風(fēng)巷+150水平一采區(qū)二石門至一采區(qū)四石門與運(yùn)輸巷+100水平一采區(qū)副二石門至四石門之間，該工作面上接2314-2工作面(部分未采)，下接2316-2工作面，南鄰2315-1工作面(正在回采續(xù)接2315-2采面)，北鄰2315-3工作面(未布置)，回風(fēng)巷走向長度308m，運(yùn)輸巷走向長度為329m，工作面傾斜長度125～129m。

2315-2工作面煤層屬K3b煤層，俗稱“大蓮子”，顏色灰黑色，煤巖類型以半亮型為主，半暗型次之，具金屬光澤，貝殼狀斷口，采出后為塊狀、粒狀、粉狀。普化硬度系數(shù)f =１～２。煤層厚度為0.50～3.1m，平均厚度2.01m，煤層走向213°～228°，平均走向218°，傾向303°～318°，煤層平均傾角25°。工作面回風(fēng)巷揭露煤層厚度變化大(0.5m～2.8m)，回采時的煤質(zhì)控制難度較大。運(yùn)輸巷煤層較穩(wěn)定，厚度為2.1m～3.1m。

2 . 2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采技術(shù)研究實(shí)施情況及效果

2.1  2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采鉆孔優(yōu)化設(shè)計方案 

根據(jù)2315-2采面布置方式，在不增加鉆場掘進(jìn)工作量前提下，全方位考察2315-2采面上鄰近煤層卸壓瓦斯抽采效果。一是在+100水平二石門K3巷作一4m深4m寬2.5m高梯形淺鉆場作為鉆場考察對象；二是在運(yùn)、回巷K3巷按30m一個點(diǎn)施工2個前傾式鉆孔。

1).  +100水平二石門K3煤層上鄰近層煤層瓦斯卸壓抽放鉆孔設(shè)計方案

按72°作為上鄰近層卸壓角，菱形布置鉆孔，沿煤層走向孔間距12.58m布置8個鉆孔，沿煤層傾斜10m一排布置5排鉆孔，共有40個鉆孔。

2) 2315-2運(yùn)、回風(fēng)巷K3煤層上鄰近層煤層瓦斯卸壓抽放鉆孔設(shè)計方案

在運(yùn)回風(fēng)巷K3巷按30m一個點(diǎn)施工2個鉆孔，按72°作為上鄰近層卸壓角，沿煤層走向30m布置一個施工點(diǎn)，第個施工點(diǎn)沿煤層傾斜方向孔間距15m布置2個鉆孔，共有38個鉆孔。+100水平二石門淺鉆場后方2315-2運(yùn)輸巷60m未布置鉆孔，運(yùn)輸巷有16個鉆孔，回風(fēng)巷有22個鉆孔。

2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采鉆孔設(shè)計（詳見圖1）

圖1  2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采鉆孔設(shè)計圖

2.2  2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采鉆孔施工方案 

考慮到2315-2采面上鄰近層要穿過K6煤層頂板，由于K6煤層底板有一層硬巖，硬度系數(shù)f=12級以上，選用復(fù)合片金剛石PDC鉆具施工。鉆孔開孔孔徑為φ87mm，孔深不小于8m，終孔孔徑為φ65mm，使用ZYG-750型全液壓鉆機(jī)施工。

2.3  2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采鉆孔封孔方案 

鉆孔封孔深度不小于8m，先采用馬麗散樹脂預(yù)堵，再使用水泥砂漿二次機(jī)械注漿封孔。

2.4  2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采鉆孔接抽方案 

2315-2采面二次卸壓抽放鉆孔封孔使用φ40mm塑料管，考慮到巷道頂板來壓容易將塑料抽放管壓成死彎或打脫，為防止巷道頂板來壓對抽放管影響，使用φ51mm×8mm×20mm噴砂膠管連接鉆孔，并使用匯流管連接到φ100mm抽放管，再接至茅口大巷抽放主管道上，由地面SKA—420瓦斯泵抽放2315-2采面二次卸壓瓦斯。

2.5  1 2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采實(shí)施情況

1）.+100二石門K3淺鉆場二次卸壓鉆孔實(shí)施情況

2011年8月15日至9月5日期間施工，考慮到2315-2采面回采接替時間緊張，鉆孔施工嚴(yán)格按設(shè)計施工，只施工面向工作面前傾式鉆孔，合計施工21個鉆孔，合計鉆尺887.8m，平均孔深42.57m。施工鉆機(jī)：ZYG—750型全液壓鉆機(jī)，施工鉆具：鉆孔開孔孔徑φ87mm，鉆頭為高硬度合金（YGB）φ87mm鉆頭；終孔孔徑φ65mm，鉆頭使用復(fù)合片金剛石PDC HMPF-65-4型鉆頭。3#、8#、11#、13#、14#采用馬麗散樹脂封孔，封孔長度3m；其余鉆孔均采用馬麗散樹脂封孔后，再使用水泥砂漿二次注漿機(jī)械封孔，封孔長度8m以上。

2）.2315-2采面運(yùn)巷K3二次卸壓鉆孔實(shí)施情況

2011年8月25日至9月8日期間施工，鉆孔嚴(yán)格按設(shè)計施工，沿巷道每30m一個施工點(diǎn)，每個施工點(diǎn)施工2個鉆孔，合計施工20個鉆孔，都是面向工作面前傾式鉆孔，合計鉆尺803.5m，平均孔深40.12m。施工鉆機(jī)：ZYG—750型全液壓鉆機(jī)。施工鉆具：鉆孔開孔孔徑φ87mm，鉆頭為高硬度合金（YGB）φ87mm鉆頭；終孔孔徑φ65mm，鉆頭使用復(fù)合片金剛石PDC HMPF-65-4型鉆頭。鉆孔均采用馬麗散樹脂封孔后，再采用水泥砂漿二次注漿機(jī)械封孔，封孔長度8m以上。

3）. 2315-2采面回風(fēng)巷K3二次卸壓鉆孔實(shí)施情況

施工鉆機(jī)：ZYG—750型全液壓鉆機(jī)。2008年8月22日至9月7日期間施工，鉆孔嚴(yán)格按設(shè)計施工，沿巷道每30m一個施工點(diǎn)，每個施工點(diǎn)施工2個鉆孔，考慮到施工鉆孔時因巷道積水多，對回風(fēng)巷金支支護(hù)有安全影響，只施工6個點(diǎn)，合計12個鉆孔，都是面向工作面前傾式扇形鉆孔，合計鉆尺466.8m，平均孔深38.9m。施工鉆具：鉆孔開孔孔徑φ87mm，鉆頭為高硬度合金（YGB）φ87mm鉆頭；終孔孔徑φ65mm，鉆頭使用復(fù)合片金剛石PDC HMPF-65-4型鉆頭。鉆孔均采用馬麗散樹脂封孔，封孔長度5m以上。

4）. 2315-2采面K3二次卸壓瓦斯鉆孔接抽實(shí)施情況

2315-2采面K3二次卸壓瓦斯抽放管道使用φ100mm鋼管，鉆孔使用噴砂膠管φ51mm×8mm×20m連接，由地面SKA—420瓦斯泵抽放，抽放負(fù)壓：2315-2采面運(yùn)巷7KPa以上，+100二石門K3淺鉆場3.3KPa以上，2315-2采面回風(fēng)巷5KPa以上。

5. 2315-2采面K3二次卸壓瓦斯抽放實(shí)施設(shè)備材料情況（見表1）

表1  2315-2采面K3二次卸壓瓦斯抽放設(shè)備材料明細(xì)表

2.2.2 2315-2采面二次卸壓瓦斯抽采效果考察（詳見表2）

表2  2315-2采面二次卸壓瓦斯抽放測流表

⒈+100二石門二次卸壓瓦斯抽放情況（見表3、圖3）

圖2   +100二石門二次卸壓瓦斯抽放單孔濃度曲線圖

從上圖可知，3#、8#、11#、13#、14#孔單孔濃度較低，主要是由于這5個鉆孔使用人工馬麗散樹脂封孔，由于封孔質(zhì)量差引起這5個鉆孔漏氣。

開始抽放時間2008年9月6日，由于2315-2采面采至+100二石門時，K3采面上鄰近層長興巖組含水層水從+100二石門鉆孔流向2315-2采面運(yùn)巷，造成2315-2采面運(yùn)巷大量積水影響2315-2采面煤炭運(yùn)輸，于2008年10月31日拆掉、封堵+100二石門K3上鄰近層抽放鉆孔，所以卸壓抽放時間短。共計抽放21個鉆孔，抽放1344小時，平均抽放負(fù)壓3325pa，平均抽放濃度16%，平均抽放純量0.31m3/min，共抽放瓦斯純量24998m3。

⒉2315-2采面運(yùn)巷二次卸壓瓦斯抽放情況（見表3、圖4）

圖3  2315-2采面運(yùn)巷二次卸壓瓦斯抽放單孔濃度曲線圖

從上圖可知，2#、12#孔單孔濃度較低，主要是由于這2個鉆孔漏氣引起。

開始抽放時間2008年9月9日，測流數(shù)據(jù)收集止于2008年11月30日。共計抽放20個鉆孔，抽放1992小時，平均抽放負(fù)壓7315pa，平均抽放濃度66%，平均抽放純量1.15m3/min，共抽放瓦斯純量137448m3。

⒊2315-2采面回風(fēng)巷二次卸壓瓦斯抽放情況（見表3、圖5）

圖4  2315-2采面回風(fēng)巷二次卸壓瓦斯抽放單孔濃度曲線圖

開始抽放時間2008年9月7日，測流數(shù)據(jù)收集止于2008年11月30日。共計抽放12個鉆孔，抽放2040小時，平均抽放負(fù)壓5320pa，平均抽放濃度42%，平均抽放純量0.48m3/min，共抽放瓦斯純量58752m3。

⒋2315-2采面上鄰近層瓦斯抽放情況

從2315-2采面上鄰近層二次卸壓瓦斯開始抽放，到2008年11月30止，共計抽放卸壓瓦斯純量221198m3，平均每月抽放瓦斯純量221198 m3÷2.48月=89192.74 m3。由于2315-1采面接替工作面推進(jìn)度較慢，工作面回采18m，回采面積2178m2，單位面積抽采量為101.56 m3 /m2。

5.2315-2采面10—11月風(fēng)排瓦斯情況(見表4)

表3  2315-2采面2008年10-11月風(fēng)排瓦斯情況

3 效果分析

⒈從目前2315-2采面上鄰近層二次卸壓瓦斯抽放收集資料看，單位面積每平方米增加瓦斯抽放量101.56m3，2315-2采面平均每月減少礦井風(fēng)排瓦斯量22.12萬m3÷2.48月=8.92萬m3 。從表1、表4風(fēng)排瓦斯情況報表上可以計算出：2315-2采面風(fēng)排瓦斯量比2315-1采面風(fēng)排瓦斯量降低[（24.26+24.02）-（15.62+14.86）]÷（24.26+24.02）=36.87%。

⒉從表1、表4風(fēng)排瓦斯情況報表上可以得出：2315-2采面實(shí)施上鄰近層二次卸壓抽放后，回風(fēng)、尾排瓦斯?jié)舛缺?315-1采面瓦斯?jié)舛鹊汀?/p>

⒊2315-2采面上鄰近層二次卸壓瓦斯抽放運(yùn)巷抽放效果比回風(fēng)效果好，主要是回風(fēng)段卸壓控制區(qū)域在2314-2采面回采時已經(jīng)卸掉一部分上鄰近層瓦斯，降低K3上鄰近層煤層瓦斯含量，使得2315-2采面回風(fēng)二次卸壓瓦斯抽放效果比運(yùn)巷差。

⒋+100二石門二次卸壓瓦斯比2315-2運(yùn)巷二次卸壓瓦斯抽放效果差，一是由于鉆孔封孔質(zhì)量差引起鉆孔漏氣，二是2315-2采面上鄰近層長興巖組含水層里面水進(jìn)入鉆孔。

⒌由于K3煤層上鄰近層K6煤層底板有一致密堅硬淺硅質(zhì)石灰?guī)r巖石，且K6煤層上面長興巖組屬于含水層。K1煤層距離K6煤層平均垂距50m，當(dāng)K1煤層回采下頂卸壓后，K6煤層因緩慢下層，煤層里面賦存瓦斯因具有底板堅硬巖石及上部含水層影響導(dǎo)致瓦斯大量富積于煤層。當(dāng)回采K3煤層時，K1煤層距離K6煤層平均垂距15m，K6煤層二次卸壓時大量賦存瓦斯涌向K3回采工作面而進(jìn)入其回風(fēng)、尾排及采空區(qū)。

4． 結(jié)論

通過二次卸壓瓦斯抽采實(shí)施，在2315-2采面回采過程中，取得十分良好的抽放效果，當(dāng)然也取得了良好的安全生產(chǎn)效果。

1. 單位面積每平方米增加瓦斯抽放量101.56m3，可以減少K3采面風(fēng)排瓦斯量，每月降低采面風(fēng)排量瓦斯量36.87%。

2. 降低K3采面回風(fēng)、上偶角及尾排瓦斯?jié)舛取?/p>

3.今后在K3煤層采面運(yùn)巷每隔50m作一淺鉆場，多布置鉆孔抽放K3煤層上鄰近層二次卸壓瓦斯，有效防止K3采面回采過程中瓦斯超限事故。