古城煤矿：从瓦斯治理到瓦斯“智”理

古城煤矿拥有着广阔的煤田。但是，包含着5条断距大于30m的正断层，所采的3#煤层采掘区域原始瓦斯含量均在8m³/t以上，瓦斯管理区域环境复杂。面对这样的困境，古城煤矿在瓦斯抽采治理工作中不断寻求突破，坚持“区域治理、超前治理”瓦斯治理的基本原则，遵循“先抽后掘、先抽后采、抽采达标”的基本理念，在更加有效的措施、更加科学的设备、更加便捷的工艺上不断发力，实现瓦斯治理到“智”理的转变。

边掘边抽让速度“提起来”

古城煤矿煤层瓦斯含量高，煤层平均厚度6m以上，顺槽全部沿煤层顶板掘进，在掘进过程中容易出现巷道底板局部区域瓦斯涌出量大和钻孔塌孔容易造成煤壁瓦斯涌出异常，从而造成回风流瓦斯浓度升高的情况。该矿在平衡抽、掘、采的基础上，依据矿井采掘规划和瓦斯分布规律，不断探索更加有效的瓦斯治理措施，切实为解决瓦斯高效抽采和巷道快速掘进这一矛盾拿出一套更加“智”慧的方案。

该矿创新用边掘边抽的方式将迎头条带预抽和迈步钻场的区域瓦斯治理措施应用到实际当中，利用掘进巷道两帮同侧间距100m、异侧钻场间距50m的交叉钻场进行相互掩护掘进,每个钻场布孔6个，在巷道轮廓线内形成密度较大的交叉钻孔加强抽放，以减少抽放时间，达到快速抽放的目的。这样兼有巷道两侧超前预抽和迎头抽放两大功效的技术,避免了以往单纯的巷道两侧预抽和迎头排放钻孔，省去了停头施工排放钻孔的时间，大大提高了掘进单进水平。同时对于局部区域煤质较软，抽采钻孔施工完成后易出现塌孔堵孔现象的区域，古城煤矿在原来正向孔抽放瓦斯的基础上，增加了反向钻孔抽放瓦斯。所谓反向抽放孔，是在钻场边掘边抽钻孔施工完毕后，调转钻机，在钻场后帮施工3个孔径94mm反向钻孔，避免特殊区域塌孔造成的孔内抽采效果差、孔内瓦斯得不到有效释放的情况，从而有效遏制孔内瓦斯从煤壁裂隙异常涌出、局部瓦斯浓度较高的情况发生，同时可提高矿井瓦斯抽采浓度及抽采量，有效降低煤层瓦斯含量、压力，确保掘进过程中瓦斯瓦斯“零”超限，为矿井的安全生产和可持续发展提供有力保障。

千米钻机让钻孔“更有料”

钻孔抽采瓦斯是矿井防治瓦斯灾害最有效的治本手段，煤矿传统的钻孔抽采度有限，要使钻孔覆盖整个工作面，就需要施工大量短钻孔，不仅劳动强度大、施工周期长，而且由于封孔点多，质量难以保证，不能满足目前煤矿瓦斯高效抽采的要求。在该矿S1306工作面施工中就遇到了普钻施工钻孔轨迹跑偏导致钻孔不能有效覆盖工作面，给回采造成瓦斯压力。

为避免钻孔跑偏，古城煤矿组织技术人员通过多次调研后，决定采用千米钻机对工作面煤层中间部分进行瓦斯抽放覆盖。在不影响前期巷道两侧普通钻孔的情况下，通过将千米钻主要瓦斯抽放孔进入煤层的前一段部分布置于巷道顶部，扎进煤层里进行瓦斯抽放。在确保工作面煤层中间位置钻孔覆盖到位的同时，极大地加快了巷道两侧钻孔施工进度和钻孔的有效抽采时间。在N1305工作面顺槽的掘进过程中，受地质条件影响，施工过程中存在钻孔难以覆盖的区域。该矿通过采用千米钻机定向钻孔覆盖综采工作面抽采空白带的工艺，将千米钻机主孔布置于顶板，避开正常钻孔抽采区域，对抽采空白带进行了覆盖。与此同时，在边掘边抽过程中，为保证掘进巷道快速、高效掘进，该矿利用千米钻机施工适合长距离钻孔的特性，在巷道边掘边抽过程中将迎头钻孔主孔布置于顶板，采用分支孔对煤层进行覆盖，实现了掘进过程中巷道及巷道前方始终处于抽采状态，达到了真正的边掘边抽。

新型技术让并网“超灵活”

钻孔打好，瓦斯也抽出来了，怎样让这些瓦斯“听话”地汇聚到一起？这就要看抽采钻孔并网这张“王牌”了。传统的抽采钻孔并网方式是通过安装孔口测量三通与煤壁内聚氯乙烯管连接，通常是采用专用胶水粘连，粘连部分容易因为脱落而造成漏气，导致出现抽采钻孔负压和浓度不达标的情况，同时还存在安装工序复杂、气水分离不便等缺点。

针对以上问题，古城煤矿按照抽采钻孔并网要“采用快速插接式连网必须保证接口插接到位、密封圈安装规范、吊点安设到位”的要求，通过多次试验后，最终制定出了一套新型并网方案，即改造后孔口部分与外接负压测量三通连接部分，并使用胶圈内固定，最后使用专用工具旋紧即可完成并网。新方案在施工现场具体操作时，需先拉线实现现场裁截，然后根据长度需求将裁剪好的聚氯乙烯管安装胀紧器和密封圈，与旋钮连接器进行连接，使用专用工具旋紧后即可完成并网。此并网方式一次成形无需二次进行质量标准化吊挂，实现了从传统并一组网过程5小时左右到2小时的提升。该方案同时采用了双汇流管设计，分为上下两根汇流管，分别用于抽气和排水，抽气汇流管位于抽采钻孔上方，排水汇流管位于抽采钻孔下方，形成上走气下走水的气水分离并网方式，放水时保证管内负压不受影响，有效保证抽采时间，保证抽采管路内不受积水影响，避免造成钻孔抽采无负压现象发生。在该矿N2301胶带顺槽的应用中新型并网方式实现了钻孔平均负压为18.42Kpa，平均抽采浓度为80.34%，在N1306回风顺槽更是达到了孔口负压平均值23.26Kpa的良好成绩。

（文/图 靳涛）

责任编辑：郝佳丽