煤炭資源是我國現(xiàn)代化建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要基礎(chǔ),然而我國擁有復(fù)雜的煤層儲存條件,煤炭資源開采過程中必須采取有效措施提升瓦斯抽采效率。只有這樣才能夠提升煤炭資源開采安全性,降低安全事故發(fā)生的概率。在這種情況下,近年來我國在積極展開煤炭資源開采的過程中,加大了對井下瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)的研究和創(chuàng)新力度,極大的推動了我國煤炭開采領(lǐng)域的發(fā)展。
1 高位瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)
豎直方向覆巖移動破壞一般會產(chǎn)生彎曲下沉帶、縫隙帶以及冒落帶三種形式。其中嚴(yán)重斷裂帶和微小斷裂帶則為裂縫帶的兩種形式。煤層開采中,覆巖由于擁有差異化分布形式,會嚴(yán)重影響瓦斯的流動,而瓦斯通常積聚在離層裂隙當(dāng)中,其也是主要的同等為瓦斯提供流動空間[1]。豎向裂隙分布的采空區(qū)通道是瓦斯進(jìn)入空間的特點,因此通常也被稱之為導(dǎo)氣裂隙。通常情況下,裂隙帶中下端是裂隙發(fā)育最為充分的位置,這一位置通常積聚大量瓦斯,因此是瓦斯抽采以及高位鉆孔布置的關(guān)鍵位置,保證完成的成孔至關(guān)重要。在鉆孔布置層位選擇時,應(yīng)全面分析區(qū)域巖性,確保在穩(wěn)定的巖層中布置鉆孔。
2 順層瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)
在高突礦井煤炭資源開采作業(yè)中,應(yīng)從加大瓦斯治理以及利用的角度出發(fā)進(jìn)行集中思考,在瓦斯釋放以及抽采的過程中,通常應(yīng)將鉆孔布置在煤層當(dāng)中,以提升煤炭資源開采作業(yè)的安全性。效果佳、速度快是順層鉆孔的主要特點,因此通常在煤礦施工中會選擇預(yù)抽瓦斯鉆孔這一技術(shù)措施。
結(jié)合不同目的可以將鉆孔劃分成兩種類型,分別為巷道掘進(jìn)服務(wù)的預(yù)抽瓦斯順層長鉆孔和煤層回采服務(wù)的預(yù)抽瓦斯順層長鉆孔[2]。針對巷道掘進(jìn)服務(wù)的預(yù)抽瓦斯順層長鉆孔來講,通常需要將鉆場設(shè)置是掘進(jìn)巷道兩幫,相鄰鉆場之間應(yīng)保持一定距離,順層長鉆孔抽采瓦斯應(yīng)以鉆場為媒介向工作面及兩幫進(jìn)行施作,扇形是鉆孔布置的主要形式,對于提升掘進(jìn)工作面瓦斯含量安全標(biāo)準(zhǔn)具有重要意義。
為了避免鉆孔施工與掘進(jìn)的方向產(chǎn)生偏離,提升掘進(jìn)安全性,通??梢詫m偏措施以及測斜方法進(jìn)行應(yīng)用。如果煤層擁有極大的危險性,要想實現(xiàn)安全掘進(jìn),降低瓦斯突出風(fēng)險,通??梢詫⑤^淺深度防突鉆孔設(shè)置在掘進(jìn)工作面,實現(xiàn)瓦斯壓力以及地層壓力的有效釋放,此時瓦斯含量可以被有效降低,為提升煤炭資源開采安全性奠定基礎(chǔ)。
通常情況下,10~30m為此類型鉆孔的主要深度取值范圍,而50mm以內(nèi)則為半徑控制范圍,1m左右則為排距以及間距設(shè)置參數(shù)。部分煤層擁有較高的瓦斯含量,要想實現(xiàn)安全的煤巷掘進(jìn),通常需要設(shè)置相對簡單的防突鉆孔設(shè)備,同時構(gòu)建較淺的鉆孔深度。特殊情況下,要想在掘進(jìn)施工中實現(xiàn)良好的防噴和防突效果,應(yīng)對大于50m深度以及直徑較大的抽采孔進(jìn)行應(yīng)用。
由此可見,要想在鉆孔施工中保證掘進(jìn)速度、強化防噴以及防突效果,就必須采用正確的施工方法、引入科學(xué)的配套設(shè)備并選擇合適的地層。
3 穿層瓦斯抽采鉆孔施工技術(shù)
穿層鉆孔指的是在對煤層進(jìn)行鉆孔施工時,對煤層巷道這一媒介進(jìn)行充分應(yīng)用,也可以將專用瓦斯抽采巷道設(shè)置是煤層底板和頂板之上,從而構(gòu)建專門的抽采巷道內(nèi)鉆場,促使瓦斯抽采鉆孔得以在煤層中實現(xiàn)。
煤層同抽采巷道之間的距離是確定鉆孔長度的主要因素。鉆孔在被保護(hù)煤層中,應(yīng)以網(wǎng)格式形式呈均勻布孔特點,瓦斯抽采半徑是確定間排距離的主要因素,實際施工中應(yīng)高效展開現(xiàn)場實測[3]。應(yīng)在開采保護(hù)層以前展開抽放鉆孔的工作,同時封孔還應(yīng)在瓦斯抽放管路接入以前實施,只有這樣才能夠創(chuàng)造充足的瓦斯抽采時間。
當(dāng)被保護(hù)層與穿層鉆孔抽采距離較近時,應(yīng)在對保護(hù)層進(jìn)行開采的基礎(chǔ)上,膨脹變形現(xiàn)象會產(chǎn)生于被保護(hù)層煤體當(dāng)中,煤體卸壓的基礎(chǔ)上,會導(dǎo)致層間裂隙的形成,出現(xiàn)活化的瓦斯在煤層瓦斯壓力以及礦井負(fù)壓的影響下,可以順利完成抽放卸壓瓦斯的目標(biāo),由于較低的瓦斯含量存在與煤層當(dāng)中,因此可以將瓦斯危險性降到最低。