煤礦高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)分析

1 煤礦高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)原理
　　煤礦開(kāi)采中，由于覆巖移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生垂直方向的裂縫和水平方向的離層[1]。結(jié)合煤礦開(kāi)采的規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)證明，覆巖移動(dòng)產(chǎn)生的裂縫和離層分布是煤礦瓦斯流動(dòng)的主要通道和聚集的區(qū)域。煤礦高位鉆孔瓦斯抽放的原理是同應(yīng)用工作面的回采壓力來(lái)產(chǎn)生離層裂縫，形成通道供瓦斯流動(dòng)和聚集，其施工的地點(diǎn)在風(fēng)巷向煤層頂板進(jìn)行鉆孔。隨著煤礦開(kāi)采面的推進(jìn)，煤礦高位鉆孔會(huì)抽離出高濃度的瓦斯，這說(shuō)明了煤礦高位鉆孔的工作價(jià)值，可以有效將煤壁裂縫中的瓦斯進(jìn)行解吸。
　　 2 煤礦高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)的條件和層位
　　煤礦高位鉆孔瓦斯抽放可以有效應(yīng)用在煤礦需要注意分析采空區(qū)和臨近層工作面[2]，注意解決瓦斯超限問(wèn)題和回風(fēng)流的處理，只有這樣才能體現(xiàn)煤礦高位鉆孔瓦斯抽放的價(jià)值。在層位選擇時(shí)，要堅(jiān)持合理性，判斷煤礦高位鉆孔是否合理主要是通過(guò)瓦斯抽放過(guò)程中效果是否好，而且瓦斯的來(lái)源比較廣泛，一般鉆孔的施工層應(yīng)高于冒落層，如果低于應(yīng)注重溝通采空區(qū)。理論上，煤礦高位鉆孔前方界限應(yīng)是在工作面的10m之前，而后方界限則保持在幾十米之上，才可以有效抽取高濃度的瓦斯。
　　 3 煤礦高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)的參數(shù)設(shè)置
　　煤礦高位鉆孔在抽采瓦斯時(shí)，需要有效處理回風(fēng)流的問(wèn)題，因此在設(shè)置參數(shù)時(shí)應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：
　　 1鉆孔應(yīng)根據(jù)冒落高度進(jìn)行判斷，一般冒落帶是采高的4-8倍，在確定冒落高度時(shí)，在確認(rèn)終孔距煤層頂板的高度，一般情況下，冒落為10-20m，則終孔應(yīng)距煤層頂板為20m。根據(jù)鉆孔方位角不同，要設(shè)置不同的傾斜角，具體角度設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際工作面進(jìn)行鉆孔安排。為了提升鉆孔抽采瓦斯的效果，應(yīng)保持鉆孔長(zhǎng)度在80-100m之間;
　　 2煤礦高位鉆孔施工地點(diǎn)的選擇非常重要，在施工之前，應(yīng)先施工抽放斜巷，抽放斜巷要保持專用，只供瓦斯排放，鉆孔開(kāi)孔點(diǎn)，要根據(jù)工作面的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，一般為8m以上，鉆場(chǎng)的間距應(yīng)為40m。通過(guò)合理設(shè)置鉆場(chǎng)和施工地點(diǎn)，可以保證鉆孔的抽采效果，保持瓦斯的高濃度，防止出現(xiàn)低濃度抽采現(xiàn)象;
　　 3煤礦高位鉆孔設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)鉆孔條件和層位進(jìn)行施工，確定鉆孔的數(shù)量。在煤礦高位鉆孔層位進(jìn)行確定時(shí)，鉆孔開(kāi)孔高度應(yīng)高于0.5m，同時(shí)做好傾斜角設(shè)置，傾斜角應(yīng)盡量降低，以提升鉆孔的利用率。煤礦高位鉆孔的鉆場(chǎng)都應(yīng)與煤層頂板之間應(yīng)保持不低于5m的距離，同時(shí)要確保所有的鉆場(chǎng)都應(yīng)處于煤層頂板。其次要合理確定鉆場(chǎng)的間距，鉆場(chǎng)的距離要綜合考慮煤礦開(kāi)采的地址條件和鉆機(jī)的性能，在地質(zhì)條件較好的區(qū)域理論上應(yīng)適當(dāng)增加鉆場(chǎng)的間距，但是在具體的操作過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合具體情況，適當(dāng)預(yù)留相應(yīng)的余地。最后，要根據(jù)實(shí)際情況確定鉆孔數(shù)量。煤礦高位鉆孔時(shí)應(yīng)注重鉆孔的數(shù)量，根據(jù)實(shí)際情況合理選擇鉆孔，在實(shí)際操作過(guò)程中，鉆孔的平均抽放量一個(gè)保持在0.5-1.0m3/min，如果高于應(yīng)適當(dāng)增加鉆孔數(shù)量，如果低于平均值，應(yīng)適當(dāng)減少鉆孔數(shù)量。另外還需要注意瓦斯的濃度，如果瓦斯?jié)舛缺容^高，涌出量比較大時(shí)，應(yīng)多設(shè)置鉆孔，降低瓦斯涌出量，防止涌出量過(guò)大，瓦斯抽采不及時(shí)。此外，還需要注意鉆孔的傾斜角。鉆孔的傾斜角應(yīng)遵循實(shí)際工作的原則，理論上，鉆孔的傾斜角越低越好，以提高抽放長(zhǎng)度，但實(shí)際工作由于鉆場(chǎng)施工壓力等原因，傾斜角設(shè)置應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安排，以避免瓦斯管理、鉆場(chǎng)通風(fēng)壓力過(guò)大導(dǎo)致瓦斯抽采不及時(shí)的問(wèn)題;
　　 4綜合防治技術(shù)。煤礦高位鉆孔在立管設(shè)置時(shí)，可以在回風(fēng)巷布置相應(yīng)的立管，以更好的抽采采空區(qū)的瓦斯，根據(jù)實(shí)際情況可以采用雙立管交替抽采的方式進(jìn)行。同時(shí)在抽采時(shí)，需要根據(jù)覆巖裂縫特點(diǎn)進(jìn)行，以提升煤礦高位鉆孔的瓦斯抽采界限。
　　 4 煤礦高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)的因素分析
　　煤壁支撐是煤礦高位鉆孔技術(shù)的核心內(nèi)容，受到了煤層頂板巖性、工作面推進(jìn)成都、工作面長(zhǎng)度和仰角等眾多因素，有很大的變化空間，因此需要特別注意煤壁支撐的影響區(qū)域。開(kāi)采高度越低，煤壁支撐的影響范圍就越大，同樣煤壁支撐的頂板比較堅(jiān)硬時(shí)，影響范圍也就越大，因此煤礦高位鉆孔時(shí)要快速對(duì)煤壁支撐的影響范圍進(jìn)行判斷，準(zhǔn)確得出工作面的俯采，從而采取有效措施縮短工作面煤壁支撐的影響區(qū)域。此外，當(dāng)工作面處于上行風(fēng)時(shí)，也就是傾斜角較大，應(yīng)降低煤礦高位鉆孔與回順之間的夾角，提升瓦斯的抽采效果[3]。有效抽采雷鋒帶高度指的是煤礦高位鉆孔采空區(qū)的抽采技術(shù)相關(guān)的核心參數(shù)，其對(duì)工作面采高、工作面長(zhǎng)度及推進(jìn)度、煤層頂板巖性等有著直接的關(guān)系，在具體施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)具體因素進(jìn)行適度的調(diào)整，如工作面推進(jìn)速度較快時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低抽采裂縫帶的高度，反之應(yīng)對(duì)抽采裂縫帶的高度進(jìn)行降低。
　　 5 總結(jié)
　　采空區(qū)作業(yè)中應(yīng)用煤礦高位鉆孔瓦斯抽放技術(shù)可以有效提高瓦斯的抽采效率，解決工作面快速推進(jìn)過(guò)程中的瓦斯抽采問(wèn)題，可以有效減少抽采裂縫帶高度、加強(qiáng)施工作業(yè)的效率和質(zhì)量。