采面顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施 一、采面预抽煤层瓦斯的目的和意义根据瓦斯综合治理工作体系，为提高抽采率，降低瓦斯含量，消除采面空白带达到消突 目的，切实实现“不采突出面”，从根本上保证矿井的安全生产，特对该采面区域瓦斯治理 方案进行设计。二、平禹四矿二1 煤层赋存情况根据四矿安全生产的工作安排和集团公司瓦斯区域治理工作部署，对井田范围内的煤层 赋存状况进行了统计摸底分析。由于我矿现只开采二1 煤层，根据原生产过程中实际揭露的 情况及有关的钻孔资料，我们对二 1 煤层进行了分析研究，详细了解了其分布规律，分布范 围、面积、煤层厚度变化等基本情况，现叙述如下：从四矿的钻孔资料及实际揭露情况来看，四矿二1 煤层煤层厚度变化不一，赋存不稳定。三、12190 采面基本情况12190采面位于II采区下山东翼，北邻11090采面、11100采面防水煤柱，南靠12210 采面（未掘），东接I采区断层上盘断煤交线，西靠II下采区轨道下山保护煤柱，采面标高 -314.20m-364.121m,对应地面标高240.8m259m。该采面开采二1煤层，从风、机巷揭 露的情况来看，该采面煤层赋存不稳定，自西向东煤层厚度逐渐增厚，厚度1.87.3m，从 倾向上看，煤层厚度自北往南逐渐增厚，厚度1.2m3.5，东部煤层厚度在3.5m6.5m之 间，平均厚度 4m。该采面设计长度走向长度980米，可采走向长720m,采长170米，可采储量52万吨。 目前机巷已施工至设计位置，全长978米，切眼剩余工程量170米。四、区域措施设计方案1、预抽条带煤层瓦斯设计方案12190切眼高抽巷设计外错12190切眼平距20米布置，位于煤层顶板以上垂距10m的 大占砂岩中。咼抽巷设计长度170 m，施工完毕后，在咼抽巷内稳放钻机打设穿层钻孔，利 用穿层钻孔预抽切眼煤巷瓦斯。高抽巷设计断面形状为半圆拱形，净断面积8.3m2;巷道净 宽3.0m,墙高1.4米，拱高1.5米，支护形式为锚杆、锚网支护。高抽巷施工过程中采取物探和钻探相结全，编制探测煤层层位和掘进头前方地质构造情 况的防误揭煤措施，同时地测科根据探测情况绘制出高抽巷距煤层的预想剖面图，以便及时 掌握层位，合理调整穿层钻孔角度。利用高抽巷向煤巷施工位置打穿层钻孔，并利用水力压裂技术对煤层进行水力压裂，增 加煤层的透气性性系数，提高穿层孔抽放效果，对施工过的钻孔及时联网抽放，做到提前预 抽瓦斯，保证高抽巷超前煤巷100 m,从而达到消突目的后再施工煤巷。2、穿层层钻孔预抽条带煤层瓦斯技术设计方案根据煤矿瓦斯抽放规范第八章第六节第四条规定，预抽煤层瓦斯的钻孔量当采用穿 层孔抽放时，钻孔见煤点的间距可参照：容易抽放煤层1520米，可以抽放煤层1015 米，较难抽放煤层810米。我矿的二1煤层透气性差，介于0.0292 m2/(MPa2.d)0.0956 m2/(MPa2.d)之间，属较难抽放煤层，钻孔见煤点的间距应控制在8米以下，同时，根据我 矿的实际情况，为切实起到抽放效果，结合抽放半径(1 米)，并参照目前平煤十矿、十三矿 水力压裂效果， 12190切眼高抽巷穿层抽放钻孔的见煤间距确定为4米。高抽巷在打设穿层 钻孔之前先期进行水力压裂，增加抽放半径，提高煤层透气性，可有效提高抽放效果。(1) 在12190且眼高抽巷内西帮距巷道底板1.3米以下布置钻孔，沿巷道掘进方向每间隔 4 米布置一组，每组布置7 个，钻孔与高抽巷掘进方向垂直，落底位置控制切眼煤巷左右帮 各15m，总控制宽度范围为34米，(切眼设计净宽4.0米)。7个钻孔的俯角及长度、见煤 点、穿煤层长度根据不同的落底位置具体计算设计，详见穿层钻孔设计剖面图。钻孔见煤后， 穿透全煤层并进入煤层底板 0.3 米。(2) 穿层抽放钻成交错布置，不得打穿、打重，否则视为无效;(3) 抽放钻孔施工完毕后进行联网抽放，必须打一个联一个，坚持抽放的连续性; 钻孔布置及设计见 附表3、12190切眼高抽巷水力压裂措施为了增加煤层的透气性，增加煤层瓦斯抽放效果，对高抽巷内没有施工穿层钻孔的区域 先实施穿层孔进行水力压裂，之后再按原设计施工穿层钻孔，并对穿层钻孔进行联网抽放， 从而提高防突效果。(1) 压裂钻孔布置方式12190切眼高抽巷设计施工170m，因考虑12190机巷突出点孔洞，1号孔距高抽巷下 口 132m，2号孔距高抽巷上口 8m,共设计施工2个穿层压裂孔。详见钻孔布置图。钻孔位置在12190切眼高抽巷西帮，中腰线以下施工钻孔，垂直于巷道上帮，距巷道地板0.4m处，俯角270，采用50mm的钻杆，配89mm的钻头，钻过煤层，进入底板0.3m。(2) 钻孔孔深压裂对象为12190切眼煤层段压裂，钻孔进入煤层段7.0m、进入岩石段18.6m，压裂 孔孔深共计25.9m。压裂钻孔落底位置位于12190风巷煤巷施工轮廓线以内。(见下图)(3) 压裂孔封孔深度本次试验选择封孔深度为18.6m，要求压裂管进入煤层lm,从煤岩交界面开始封孔， 岩封孔段长度为全岩孔段，采用水泥砂浆封孔。(4) 注水泵、管路的选型选用额定压力为20Mpa、额定流量为80L的PRB5A-80/20型煤矿用乳化液泵。为便于 操作和控制，注水泵安装有压力表、水表及卸压阀门等附件，水箱容积2m3。压力表采用 YHY60(B)矿用本安型数字压力计。(5) 压裂泵的设定位置压裂泵放置在12190切眼高抽巷下口外100m处，确定巷道无积水、支护形式良好，便 于人员操作。(6) 压裂参数采用动压注水，从开始注水到水力压裂措施结束大约需要4 个小时左右。起始压力初步 设定为10MPa,每5min升压2 Mpa，泵压达到20 Mpa左右，稳定一段时间后，压力迅速 下降，并持续加压时压力无明显上升，瓦斯浓度明显升，此时即可停泵，关闭卸压阀，压裂 程序结束。压裂措施实施过程中，由防突科技术员连续记录注水压力和流量，根据现场实际情况， 报与井下总指挥经地面总会批准后可适时调整压裂参数。压裂措施实施过程中，由防突科技术员连续记录注水压力和流量，根据现场实际情况， 报与井下总指挥经地面总工批准后可适时调整压裂参数。五、区域瓦斯治理措施防突效果检验按照防治煤与瓦斯突出规定第三章第四节第五十五条规定，对穿层孔预抽区段煤层 瓦斯防突措施进行效果检验时，在煤巷条带每间隔30-50m至少布置1个检验测试点，根据 我矿实际，在12190切眼高抽巷每50m布置一个检验测试点钻孔，测试钻孔的残存瓦斯压 力。测试钻孔具体布孔要求：测试钻孔成三花眼形式排列， 1 号孔落底于煤巷掘进工作面中 心，2号孔落底于煤巷轮廓线上帮13m处，3号孔落底于煤巷廓线下帮13m处，测试钻孔 间距50m，交错式布置，全方位测试。当测定的残存煤层瓦斯含量小于0.74MPa时，说明该措施有效，否侧认为该措施无效, 或前后 100m 范围内加密钻场按设计要求施工穿层孔并进行联网抽放，直至消除突出危险。 详见 12190切眼高抽巷测压钻孔示意图测压钻孔布置平面图五、穿层孔打钻安全技术措施（一）、供电及机电设备管理安全技术措施1、钻机入井前必须经过防爆检查，确保钻机和配套电器设备完好无失爆。2、钻机接电应经机电科同意，并同施工单位联系后，方可进行接电。3、严格接线工艺、接头及裸露长度应符合规程规定，杜绝出现“鸡爪子、羊尾巴、明 接头”等失爆现象。4、电缆吊挂整齐，并使用电缆钩，开关等电气设备要上架。5、井下作业时，不准带电检修和搬迁所用的电气设备，设备包机到人，杜绝失爆现象。6、对电机、开关等电气设备要注意防潮，定期放入干燥剂。7、定期遥测电机开关、电缆绝缘;电气设备要定期检修，确保设备完好，加强防爆检查， 杜绝电气失爆。8、冲尘时，不得对着电机开关、电缆等电气设备冲尘。9、必须安设风电、瓦斯电两种闭锁装置且能保证正常使用。（二）、钻孔操作施工安全技术措施1、定角度1）、首先松动前支撑架上固定钻机的螺丝。2）、利用坡度规、半圆仪等量具确定钻孔角度，直至摆动到设计角度。3）、上紧螺丝，固定好钻机。4）、角度定好以后，用不低于4 棵的压柱将钻机稳定牢固，并用铁丝将压柱拴好，联锁。2、开孔1）、将钻杆通入回转器钻杆孔;2）、拧上钻头;3）、接上钻尾，送风;4）、送电启动，开始进行钻进;3、钻孔施工1）、打钻前，先把各操作手把置于空档，做空载运行，检查油泵供油油压是否正常，油 管接头是否漏油。2）、除打钻人员外，其他人员必须远离钻机。3）、风管轧结牢固，避免送风后伤人。4）、打钻顺序为送风一旋转一推进。5）、停钻时，先停钻进，再停旋转，后停风。6）、接钻杆时专人检查钻杆完好，钻杆是否变形，接头丝扣是否生锈或有杂物。7）、接钻杆时钻机应停电。8）、钻进过程中，应注意观察顶板，巷帮情况。9）、钻孔打到设计深度后，应用风把孔内粉排净。10）、卸钻杆时，必须停电后，才能用管钳卸。11）、卸下钻杆，应码放整齐。（三）、穿层孔打钻安全技术措施1、防瓦斯喷孔超限措施1）、预抽钻孔施工过程中，当班现场施工人员、跟班人员必须认真学习本安全技术措施， 而且熟悉掌握逃生避灾路线。2）、保证风筒无破口不漏风，风筒距离掌子头不得超过5m。3）、钻机回风侧 2 米范围内必须悬挂便携，瓦斯浓度达到 1.0%必须停止钻机运行，待 瓦斯浓度降到 1.0%以下时方可继续作业。瓦斯浓度达到 1.5%必须停钻撤人至反向防突风门 以外。4）、打钻施工地点 50 米范围内必须安装一组不少于打钻人数的一组压风自救装置，且 保证正常供风。5）、钻孔施工过程中，必须合理控制钻进速度，匀速钻进 ;人员不能正对着钻孔、钻杆 站立，防止喷孔伤人。6）、拔、卸钻杆时，必须使用前夹持器，当前夹持器不灵敏时，必须停止拔卸钻杆工作， 待夹持器修好后方可继续打钻。7）、打钻周围必须配备有3-4 个快速封孔器，如遇到瓦斯喷孔，将立即使用其快速封孔 器进行封堵，然后用胶管连接并进行瓦斯抽放，对其封孔器周围漏气部位进行水泥封孔。8）、若钻孔瓦斯压力过大封孔器不能插入，不能控制其瓦斯喷孔，且瓦斯猛然上升，必 须立即切断工作面及其回风流中所有电气设备的电源，由班组长或跟班队长带领所有工作人 员撤退出工作面，并通过附近电话向通风调度及生产调室汇报，听候调度室安排处理;9）、打钻时，工作面局部通风机必须开双级运行，确保工作面有足够的供风量稀释瓦斯;10）、掘进工作面必须装齐压风自救装置和抽放系统，抽放管道接到工作面打钻地点， 拔出钻杆后必须及时连接抽放管道进行抽放;11）、掘进工作面回风流必须有直接进入采区总回风的专用回风巷道，专回内严禁有电 气设备，工作面必须配备三趟电源，其中主扇、备扇、生产电各一趟，工作面瓦斯传感器设 定瓦斯报警浓度为 0.6%，断电浓度为 0.8%，必须具备瓦斯达到 0.8%自动断电功能;同时， 矿井通风调度监控室必须具备远程断电功能，可以随时切断工作面回流所有电气设备电源;12）、监控系统必须灵敏可靠，并有专人维护。13）、打钻应安排技术熟练工操作，并有跟班队干在现场统一指挥，必须确保施工安全2、防瓦斯燃烧、防灭火措施1）、打钻地点必须有30m长的消防软管子连接，打钻前，其施工地点前后20m范围内 的巷道必须进行冲尘。）、钻机周围必须配备两台灭火器和一定数量的沙和黄泥，沙和黄泥必须满足打钻需要。3）、打钻过程中一旦出现钻孔冒烟等孔内煤或瓦斯燃烧征兆，要立即切断通往钻孔的压 风、断开钻杆，并根据具体情况采取相应灭火措施，孔口出现明火时，在切断压风的同时， 使用灭火器、水、砂等迅速灭火。灭火后必