煤层顶板裂隙带瓦斯抽采技术与装备探索

闫保永^1,2,3，曹柳^1,3，张家贵⁴

1. 中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司2. 西南石油大学3. 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室4. 山西汾西矿业(集团)有限责任公司

摘 要：采空区与回风巷上隅角瓦斯超限情况亟待解决。为了对采空区裂隙带内瓦斯进行抽采,降低瓦斯浓度。提出了采用高位定向长钻孔代替传统高抽巷对采空区上隅角瓦斯进行治理的方案,分析了高位定向钻孔的直径大小、层位高低、深度等对裂隙带瓦斯抽采效果的影响,并以大直径定向钻机ZYWL-13000DS在双柳煤矿33（4） 13工作面钻进为案例进行验证。结果表明:①定向钻孔直径对瓦斯抽采效率影响较大,因此应在地质条件与钻机性能允许的情况下,选择尽可能大的钻孔直径;②煤层顶板5～8倍采高内为定向钻孔较为适合的施工层位;③在不塌孔的情况下,随着定向钻孔的深入,瓦斯抽采效果逐渐提升,且随着煤矿的回采,高位钻孔涌出的瓦斯会呈平衡状态。实例分析表明:在定向钻进4个孔,且1孔失效的情况下,瓦斯抽采总量仅比高抽巷抽采量低2 m3/min,但采用高位定向长钻孔工艺进行瓦斯抽采能使成本降低70%以上,使有效施工周期缩短75%以上。

关键词：高位钻孔;定向钻机;瓦斯抽采;裂隙带;