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[摘 要]为加快新田煤矿1402回顺煤巷条带区域瓦斯治理，缩短巷道穿层钻孔预抽时间，加快区域消突，提高抽采效果。在現有穿层钻孔设计方案基础上，增设1402回顺底抽巷水力冲孔技术释放地应力煤体瓦斯压力，提高穿层钻孔瓦斯抽放率，实现突出煤层向非突出煤层转化，确保水力冲孔期间煤巷安全掘进。
[关键词]底抽巷；穿层钻孔；水里冲孔；条带预抽；消突
中图分类号：S834 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0036-01
0.引言
随着煤矿开采深度与强度的增大，煤层瓦斯含量和瓦斯压力也随之增大，加上矿井煤层松软、地应力大，透气性差等特点，使得钻孔抽放浓度衰减速度快，抽采效果差，瓦斯等灾害问题突出。新田煤矿在1402回顺煤巷应用底抽巷穿层钻孔水力冲孔技术，在效果检验超标的局部高瓦斯点采用水力冲孔增透技术，增加煤层透气性，抽采效果明显提升，瓦斯含量大幅降低，有效确保了巷道安全高效掘进。
1.底抽巷穿层钻孔水力冲孔设计与施工
1.1 水力冲孔参数
（1）冲孔钻孔设计：根据1402回顺底抽设计穿层钻场钻孔，每隔一个钻场进行水力冲孔施工。冲孔控制范围：1402回顺底抽预抽煤巷条带穿层钻孔水力冲孔控制巷道轮廓线外20m；（2）冲孔压力：根据《煤科集团重庆研究院2013年9月提交的《永贵能源开发有限责任公司黔西县新田煤矿4号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，4#煤层坚固性系数f=0.56，推荐泵压为f值得20倍，既破煤有效压力应≥12MPa，推荐压力15MPa，初期冲孔压力控制在15-20MPa之间（后期可通过冲孔实际施工情况并经试验考察更改冲孔压力范围），冲孔时先低压后高压。冲孔时间可根据现场情况而定。（3）冲孔设备：钻孔选用CMS1-4000履带钻机，BRW200/31.5型乳化液泵和RX200/16A型乳化液箱，乳化液泵最高泵压31.5MPa，额定流量200L/min。
1.2 水力冲孔系统安装
乳化泵站应安装在巷道进风侧，距离冲孔位置应大于30m。钻场内需打好基础，保持水平，并保障补水水源，供电设备选型需由矿机电部门选择。新泵或较长时间未运转的泵要首先检查各部分是否有锈蚀、损坏，密封是否完好，连接是否松动。检查电机与泵的同轴情况，两联轴器应留有2-4毫米的间隙。检查泵内润滑油是否在油标的中间（40号或50号机械油）柱塞腔上滴油是否有足够润滑油。开泵前应打开液箱出液口阀门，然后点动电机，观察电机转向应与箭头标志一致。启动电机，打开放气螺堵，放尽高压腔内空气，然后空转5-10分钟，逐级加载，每20分钟升高额定压力的25%，在升压正常，无泄漏，无抖动异常现象方可投入使用。冲孔系统管路应保证畅通、密封性良好，各管路接头及冲孔钻杆必须严密合缝。加强通风瓦斯管理，冲孔地区要形成独立回风系统。水力冲孔期间，在距掘进迎头向后5m以内安设T1探头；第一回风流交汇点前10～15m处安设T2探头。探头安设位置和悬挂地点必须符合规定，并经常调校，确保灵敏可靠。
1.3 冲孔前准备工作
化泵运转前乳化液泵站和打钻处要安装通信电话，以便及时联系相互协调。水力冲孔前应派人检查高压水系统，乳化泵及管路是否连接捆绑正常，并指定专人操作乳化泵。在钻机操作处，高压管路上要安装泄压阀，以便有何异常情况时可及时打开泄压阀泄压。乳化泵水箱供水管路安装两趟Φ50mm供水管路，保证能满足水力冲孔时的用水需求。在现场用煤袋堆两个长*宽*高：5m*1m*0.5m泵坑，用于收集、过滤冲出的煤渣、积水。及时清理冲出的煤渣，积水经沉淀、过滤后用排水泵抽排走。采用DN108铁管从沉淀池连接至1402回风底抽巷排水管路，保证排水能够畅通。必须检查好高负压抽放管路是否正常，安装好孔口管，保证“四防装置”能正常使用。钻孔回风侧3m范围内必须悬挂便携式甲烷检测仪，3m—5m范围内吊挂一氧化碳传感器，10-20m范围内吊挂甲烷传感器，并确保瓦斯超限时巷道内全部非本质安全型电器设备全部停电。水力冲孔地点必须安装一组压风自救装置，且供气嘴不少于5个，冲孔地点20m范围内严禁存放油类等易燃易爆物品，5m范围内必须配备两个8kg干粉灭火器、消防沙不少于0.2m3，黄泥不少于25kg。冲孔地点要求安设在线监控视频并保证正常使用。
1.4 水力冲孔施工工艺
钻孔采用水力排渣施工至设计深度后，退出原有的打钻钻杆及钻头，组装好水力冲孔器具，包括更换冲孔钻杆、冲孔器。退钻杆时，应在钻孔返水（风）正常时进行，防止憋孔，防止埋钻。重新下冲孔钻杆至钻孔内，同时打开钻机，缓慢将钻杆送入孔内，当冲孔器进入见煤点后，开启静压水把钻孔预先疏通一次，防止钻杆内有煤渣堵塞。之后开启乳化液泵，缓慢转动钻杆，转速不超过120-220转/min，同时来回拉动钻杆。如此循环直至钻孔没有大量煤粉冲出即可。继续加钻杆冲孔，每次只能喂进1根钻杆。加钻杆前，应先来回进退钻杆，若孔内返水变清3分钟后拆卸1节钻杆，然后继续水力冲孔，并记录加钻杆数。冲孔期间，应密切观测返水情况，水量变小时，应加大钻速，避免钻孔进一步堵死，并来回洗孔。每接一根钻杆，一定要检查钻杆接头密封圈，确保密封效果，防止漏水。冲孔过程中如出现串孔时，要及时堵孔解决。整个水力冲孔过程中，保持匀速钻进水力冲孔，钻孔内返清水或冲不出煤和瓦斯时，可视为煤段水力冲孔完毕，停泵并打开泄压阀，在确认高压系统压力完全泄除后，方可拆除高压胶管撤出钻杆。一个孔冲完毕，移孔前，要进行水力冲孔确认，确保冲完煤段。水力冲孔结束后，冲落的煤要及时外运，防止堵塞钻场和巷道。水力冲孔结束后，使用气水分离器进行临时联管抽放，待孔内水排净后再进行永久联抽。
2.冲孔效果评价
评价指标采用相对变形量、预抽率和工作面预测指标总体评价煤体的变形量、瓦斯排放情况。
1、冲孔煤量
冲孔煤量应达到控制范围煤层的3‰。
参数获取方法：统计每个孔冲出煤量，然后累计相加，累计冲出煤量与措施控制范围内的煤储量的比值。煤量计量通过沉淀池过滤，装编织袋称重或装矿车统计，应根据煤遇水膨胀情况，考虑一定膨胀系数。
2、预抽率
依据AQ1026《煤矿瓦斯抽采基本指标》、《煤矿安全规程》等相关法规，预抽率应达到30%以上。预抽率的计算应符合《防治煤与瓦斯突出规定》的相关规定，包括风排量和抽放量，不扣除不可解吸量，或原煤瓦斯含量减去实测残存瓦斯含量与原煤瓦斯含量的比值。瓦斯量计算根据T2探头的瓦斯浓度变化，以实测风量为基础，计算时间取冲孔开始到冲孔结束后瓦斯恢复正常为止。
3、工作面效检指标
依据《防治煤与瓦斯突出规定》第七十三条执行
3.结束语
（1）底抽巷穿层钻孔水力冲孔技术使煤层地应力下降、瓦斯含量与瓦斯压力梯度减小和抽放率大幅提高。（2）底抽巷穿层钻孔水力冲孔技术可有效降低煤体瓦斯含量，通过穿层钻孔卸压释放地应力煤体瓦斯压力，增加煤体塑性。（3）底抽巷穿层钻孔水力冲孔具有广泛的适应性，水力冲孔增透技术能够提高局部抽放效果。有利于消除煤与瓦斯突出危险性，提高掘进速度，实现矿井采、掘、抽平衡。
参考文献
[1] 滑俊杰，张明杰，华敬涛.底抽巷预抽煤层条带区域防突技术研究与应用[J].煤矿现代化，2011（1）：42-44.
[2] 秦法秋，秦刚伟.突出煤层底板抽放巷区域消突技术实践探讨〔J〕.煤炭科学技术，2010（1）：225-227.
[关键词]底抽巷；穿层钻孔；水里冲孔；条带预抽；消突
中图分类号：S834 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0036-01
0.引言
随着煤矿开采深度与强度的增大，煤层瓦斯含量和瓦斯压力也随之增大，加上矿井煤层松软、地应力大，透气性差等特点，使得钻孔抽放浓度衰减速度快，抽采效果差，瓦斯等灾害问题突出。新田煤矿在1402回顺煤巷应用底抽巷穿层钻孔水力冲孔技术，在效果检验超标的局部高瓦斯点采用水力冲孔增透技术，增加煤层透气性，抽采效果明显提升，瓦斯含量大幅降低，有效确保了巷道安全高效掘进。
1.底抽巷穿层钻孔水力冲孔设计与施工
1.1 水力冲孔参数
（1）冲孔钻孔设计：根据1402回顺底抽设计穿层钻场钻孔，每隔一个钻场进行水力冲孔施工。冲孔控制范围：1402回顺底抽预抽煤巷条带穿层钻孔水力冲孔控制巷道轮廓线外20m；（2）冲孔压力：根据《煤科集团重庆研究院2013年9月提交的《永贵能源开发有限责任公司黔西县新田煤矿4号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，4#煤层坚固性系数f=0.56，推荐泵压为f值得20倍，既破煤有效压力应≥12MPa，推荐压力15MPa，初期冲孔压力控制在15-20MPa之间（后期可通过冲孔实际施工情况并经试验考察更改冲孔压力范围），冲孔时先低压后高压。冲孔时间可根据现场情况而定。（3）冲孔设备：钻孔选用CMS1-4000履带钻机，BRW200/31.5型乳化液泵和RX200/16A型乳化液箱，乳化液泵最高泵压31.5MPa，额定流量200L/min。
1.2 水力冲孔系统安装
乳化泵站应安装在巷道进风侧，距离冲孔位置应大于30m。钻场内需打好基础，保持水平，并保障补水水源，供电设备选型需由矿机电部门选择。新泵或较长时间未运转的泵要首先检查各部分是否有锈蚀、损坏，密封是否完好，连接是否松动。检查电机与泵的同轴情况，两联轴器应留有2-4毫米的间隙。检查泵内润滑油是否在油标的中间（40号或50号机械油）柱塞腔上滴油是否有足够润滑油。开泵前应打开液箱出液口阀门，然后点动电机，观察电机转向应与箭头标志一致。启动电机，打开放气螺堵，放尽高压腔内空气，然后空转5-10分钟，逐级加载，每20分钟升高额定压力的25%，在升压正常，无泄漏，无抖动异常现象方可投入使用。冲孔系统管路应保证畅通、密封性良好，各管路接头及冲孔钻杆必须严密合缝。加强通风瓦斯管理，冲孔地区要形成独立回风系统。水力冲孔期间，在距掘进迎头向后5m以内安设T1探头；第一回风流交汇点前10～15m处安设T2探头。探头安设位置和悬挂地点必须符合规定，并经常调校，确保灵敏可靠。
1.3 冲孔前准备工作
化泵运转前乳化液泵站和打钻处要安装通信电话，以便及时联系相互协调。水力冲孔前应派人检查高压水系统，乳化泵及管路是否连接捆绑正常，并指定专人操作乳化泵。在钻机操作处，高压管路上要安装泄压阀，以便有何异常情况时可及时打开泄压阀泄压。乳化泵水箱供水管路安装两趟Φ50mm供水管路，保证能满足水力冲孔时的用水需求。在现场用煤袋堆两个长*宽*高：5m*1m*0.5m泵坑，用于收集、过滤冲出的煤渣、积水。及时清理冲出的煤渣，积水经沉淀、过滤后用排水泵抽排走。采用DN108铁管从沉淀池连接至1402回风底抽巷排水管路，保证排水能够畅通。必须检查好高负压抽放管路是否正常，安装好孔口管，保证“四防装置”能正常使用。钻孔回风侧3m范围内必须悬挂便携式甲烷检测仪，3m—5m范围内吊挂一氧化碳传感器，10-20m范围内吊挂甲烷传感器，并确保瓦斯超限时巷道内全部非本质安全型电器设备全部停电。水力冲孔地点必须安装一组压风自救装置，且供气嘴不少于5个，冲孔地点20m范围内严禁存放油类等易燃易爆物品，5m范围内必须配备两个8kg干粉灭火器、消防沙不少于0.2m3，黄泥不少于25kg。冲孔地点要求安设在线监控视频并保证正常使用。
1.4 水力冲孔施工工艺
钻孔采用水力排渣施工至设计深度后，退出原有的打钻钻杆及钻头，组装好水力冲孔器具，包括更换冲孔钻杆、冲孔器。退钻杆时，应在钻孔返水（风）正常时进行，防止憋孔，防止埋钻。重新下冲孔钻杆至钻孔内，同时打开钻机，缓慢将钻杆送入孔内，当冲孔器进入见煤点后，开启静压水把钻孔预先疏通一次，防止钻杆内有煤渣堵塞。之后开启乳化液泵，缓慢转动钻杆，转速不超过120-220转/min，同时来回拉动钻杆。如此循环直至钻孔没有大量煤粉冲出即可。继续加钻杆冲孔，每次只能喂进1根钻杆。加钻杆前，应先来回进退钻杆，若孔内返水变清3分钟后拆卸1节钻杆，然后继续水力冲孔，并记录加钻杆数。冲孔期间，应密切观测返水情况，水量变小时，应加大钻速，避免钻孔进一步堵死，并来回洗孔。每接一根钻杆，一定要检查钻杆接头密封圈，确保密封效果，防止漏水。冲孔过程中如出现串孔时，要及时堵孔解决。整个水力冲孔过程中，保持匀速钻进水力冲孔，钻孔内返清水或冲不出煤和瓦斯时，可视为煤段水力冲孔完毕，停泵并打开泄压阀，在确认高压系统压力完全泄除后，方可拆除高压胶管撤出钻杆。一个孔冲完毕，移孔前，要进行水力冲孔确认，确保冲完煤段。水力冲孔结束后，冲落的煤要及时外运，防止堵塞钻场和巷道。水力冲孔结束后，使用气水分离器进行临时联管抽放，待孔内水排净后再进行永久联抽。
2.冲孔效果评价
评价指标采用相对变形量、预抽率和工作面预测指标总体评价煤体的变形量、瓦斯排放情况。
1、冲孔煤量
冲孔煤量应达到控制范围煤层的3‰。
参数获取方法：统计每个孔冲出煤量，然后累计相加，累计冲出煤量与措施控制范围内的煤储量的比值。煤量计量通过沉淀池过滤，装编织袋称重或装矿车统计，应根据煤遇水膨胀情况，考虑一定膨胀系数。
2、预抽率
依据AQ1026《煤矿瓦斯抽采基本指标》、《煤矿安全规程》等相关法规，预抽率应达到30%以上。预抽率的计算应符合《防治煤与瓦斯突出规定》的相关规定，包括风排量和抽放量，不扣除不可解吸量，或原煤瓦斯含量减去实测残存瓦斯含量与原煤瓦斯含量的比值。瓦斯量计算根据T2探头的瓦斯浓度变化，以实测风量为基础，计算时间取冲孔开始到冲孔结束后瓦斯恢复正常为止。
3、工作面效检指标
依据《防治煤与瓦斯突出规定》第七十三条执行
3.结束语
（1）底抽巷穿层钻孔水力冲孔技术使煤层地应力下降、瓦斯含量与瓦斯压力梯度减小和抽放率大幅提高。（2）底抽巷穿层钻孔水力冲孔技术可有效降低煤体瓦斯含量，通过穿层钻孔卸压释放地应力煤体瓦斯压力，增加煤体塑性。（3）底抽巷穿层钻孔水力冲孔具有广泛的适应性，水力冲孔增透技术能够提高局部抽放效果。有利于消除煤与瓦斯突出危险性，提高掘进速度，实现矿井采、掘、抽平衡。
参考文献
[1] 滑俊杰，张明杰，华敬涛.底抽巷预抽煤层条带区域防突技术研究与应用[J].煤矿现代化，2011（1）：42-44.
[2] 秦法秋，秦刚伟.突出煤层底板抽放巷区域消突技术实践探讨〔J〕.煤炭科学技术，2010（1）：225-227.