立体交叉钻孔布置方式以及抽采效果考察.doc

1、- 1 -立体交叉钻孔在瓦斯预抽中的运用1.前言随着开采深度和强度的增加，瓦斯涌出量不断增大，瓦斯超限成为我矿威胁安全，制约生产的突出矛盾。加强瓦斯抽放已成为解决此矛盾主要手段，也是国家瓦斯治理“十六字”方针的要求，本文通过对 3207 回风顺槽应用立体钻孔预抽本煤层瓦斯效果的分析，为王坡矿井煤层瓦斯抽放提供依据。2.立体交叉钻孔的布置方式立体交叉钻孔布置间距为 2.5 m，施工 40 个钻孔，钻孔成三花眼布置，开孔处于高位的钻孔，开孔高度 1.5m，迎向工作面 80，钻孔仰角均为3；开孔处于低位的钻孔，开孔高度 1.3m，平行于工作面，钻孔仰角均为3，立体交叉钻孔布置见图 1，钻孔参数见表

2、1，抽放钻孔长度为 45159 m 左右，钻孔直径均为 94mm，共进尺 1747.5m。钻孔封孔材料采用聚胺脂，封孔导管采用双抗（抗静电、阻燃）聚乙烯管，封孔段长度为 8m，封孔管长度 10m。钻孔封孔后，采用 DN75 蛇形管将钻孔封孔管与工作面的抽放管相联接。图 1 立体交叉钻孔布置图- 2 -表 1 立体交叉抽采钻孔参数表孔号 与巷道夹角（） 倾角（） 孔径（mm) 设计孔深(m) 竣工孔深( m) 钻孔距离（m)27 80 1 113 160 56 2.528 80 1 113 160 59 2.529 80 1 113 160 46 2.530 80 0 113 160 49 33

3、1 80 1 113 160 31 232 80 0 113 160 31 333 80 1 113 160 49 2.534 80 1 113 160 41 2.535 80 1 113 160 43 2.536 80 1 113 160 50 337 80 0 113 160 49 2.538 80 1 113 160 46 2.539 80 1 113 160 70 240 80 1 113 160 55 2.541 80 1 113 160 75 2.542 90 0 113 160 56 343 90 0 113 160 54 2.544 90 1 113 160 74 2.545

4、90 1 113 160 57 2.546 90 -1 113 160 46 2.547 90 0 113 160 104 2.548 90 0 113 160 56 2.549 90 0 113 160 46 2.550 90 -1 113 160 57 2.551 90 -1 113 160 66.5 2.552 90 0 113 160 46 2.553 90 0 113 160 56.5 2.555 90 -1 113 160 97.5 2.556 90 0 113 160 150 2.557 90 0 113 160 31 2.53.立体交叉钻孔抽采效果考察在施工过程中，我们对 32

5、07 立体交叉钻孔中的 30 个钻孔的单孔进行了抽采参数（抽采量、抽采浓度、抽采负压）考察。典型钻孔的抽采特征见- 3 -图 2图 5 所示，其抽放负压为 4.47.8kPa，抽放浓度为 2%94.6%，单孔抽放量为 0.010.39m 3/min。27#钻 孔 抽 采 参 数 （ 孔 长 56m间 距 2.5m）y = 0.3813e-0.0876xR2 = 0.78340204060801000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120时 间 （ d）浓度00.10.20.30.40.5百米抽采量浓 度 （ %） 百 米 抽 采 量 （ m3/min.h

6、m）指 数 (百 米 抽 采 量 （ m3/min.hm） )图 2 27#钻孔抽采参数考察特征曲线图28#钻 孔 抽 采 参 数 （ 孔 长 59m间 距 2.5m）y = 0.4008e-0.0882xR2 = 0.66670204060801000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120时 间 （ d）浓度00.10.20.30.40.5百米抽采量浓 度 （ %） 百 米 抽 采 量 （ m3/min.hm）指 数 (百 米 抽 采 量 （ m3/min.hm） )图 3 28#钻孔抽采参数考察特征曲线图- 4 -36#钻 孔 抽 采 参 数 （ 孔

7、 长 50m间 距 2.5m）y = 0.4168e-0.0787xR2 = 0.84930204060801000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 时 间 （ d）浓度00.10.20.30.40.5百米抽采量浓 度 （ %） 百 米 抽 采 量 （ m3/min.hm）指 数 (百 米 抽 采 量 （ m3/min.hm） )图 4 36#钻孔抽采参数考察特征曲线图38#钻 孔 抽 采 参 数 （ 孔 长 46m间 距 2.5）y = 0.4851e-0.0752xR2 = 0.51760204060800 10 20 30 40 50 60 70 8

8、0 90 100 110 120 时 间 （ d）浓度00.20.40.60.8百米抽采量浓 度 （ %） 百 米 抽 采 量 （ m3/min.hm）指 数 (百 米 抽 采 量 （ m3/min.hm） )图 5 38#钻孔抽采参数考察特征曲线图通过对上述试验钻孔的考察总结可知，立体交叉钻孔的平均百米抽采量是 0.2547m3/min.hm，衰减系数为 0.0798d-1。4.立体交叉钻也抽采效果与其它钻孔布置方式抽采效果的对比为了更进一步确定立体交叉钻孔的抽放效果，我们还在 3207 回风顺槽中分别进行了平面交叉钻孔、顺层平行钻孔试验。- 5 -4.1 平面交叉钻孔的效果考察（1）布置方

9、式。平面交叉布置钻孔间距为 2.5 m，施工 30 个钻孔，钻孔开孔高度相同，开孔位置距底板 1.3m，钻孔仰角均为 3，平面交叉钻孔布置见图 6。实际钻孔施工进尺为 2074.6m。抽放钻孔长度为 45159 m 左右，钻孔直径均为 94mm。封连孔工艺与立体交叉钻孔的封连孔工艺相同。图 6 平面交叉钻孔布置图（2）抽采效果考察。对 3207 工作面平面交叉钻孔中的 20 个钻孔进行了单孔抽采参数（抽采量、抽采浓度、抽采负压）考察。其抽放负压为9.421.7kPa，抽放浓度为 2%94.6%，单孔抽放量为0.0010.099m 3/min。平均百米抽采量是 0.0287m3/min.hm，衰

10、减系数为0.1752d-1。4.2 顺层平行钻孔的效果考察（1）布置方式。顺层平行钻孔布置间距为 2.5 m，施工 30 个钻孔，钻孔开孔高度相同，开孔位置距底板 1.3m，钻孔仰角均为 3，实际钻孔施工进尺为 1606.5m。抽放钻孔长度为 45159 m 左右，钻孔直径均为 94mm，钻孔倾角为 3。封连孔工艺与立体交叉钻孔的封连孔工艺相同。- 6 -（2）抽采效果考察。对 3207 工作面顺层平行钻孔中的 20 个钻孔进行了单孔抽采参数（抽采量、抽采浓度、抽采负压）考察。其抽放负压为12.721.7kPa，抽放浓度为 3%27.8%，单孔抽放量为0.0020.0315m 3/min。平均

11、百米抽采量是 0.01981m3/min.hm，衰减系数为0.2101d-1。5.三种布置方式抽采效果的比较通过上述三种钻孔布置方式抽采效果的考察可知，3207 回风顺槽原抽采钻孔的平均百米抽采量为 0.0198m3/min.hm，衰减系数为 0.2101d-1；平面交叉钻孔的平均百米抽采量为 0.0287m3/min.hm，衰减系数为 0.1752d-1；立体交叉钻孔的平均百米抽采量为 0.2547m3/min.hm，衰减系数为 0.0753d-1。以上数据充分说明立体交叉的抽采效果很大程度上要优于平面交叉布孔和平行布孔。6结论通过大量实践试验，我们初步确定在我矿的本煤层预抽瓦斯钻孔施工方式将以立体交叉钻孔布置为主，辅助以顺层平行钻孔、平面交叉钻孔等施工方式。目前，立体交叉钻孔已在 3212 运输顺槽、3212 辅助进风巷和 3201运输顺槽全面推广应用，再加上封孔工艺改进等措施，预抽放瓦斯效果也有了较明显的提高。