2.3 下向穿层钻孔的封孔
为了保证下向穿层钻孔的封孔质量,提高钻孔的瓦斯抽采效果,下向穿层钻孔的封孔方法采用KFB型矿用封孔注浆泵配合水泥砂浆进行封孔,封孔材料为水泥、水、砂子和海带。当钻孔施工至预定位置后,先用直径为108 mm的钻头进行扩孔,扩孔段长度为20 m,每个钻孔下直径73 mm的岩芯管20m作为孔内套管,在第16 m套管处设置挡板并缠绕一定数量的海带下入孔内,然后向孔内注水。我们利用海带遇水膨胀的原理,待海带膨胀到足够的时间后,再用KFB型封孔注浆泵将配制好的水泥、沙浆注入孔内,待孔口返浆时停止注浆。通过这种方法把下向穿层钻孔的封孔段提高到16 m,有效地提高了瓦斯抽采效果。封孔工艺如图2所示。
2.4 下向穿层钻孔瓦斯抽采系统改造
下向穿层钻孔在抽采初期.采用的是地面永久抽采系统进行抽采,但抽采流量较低,只能维持在m3/min以下,有时还抽不到瓦斯。经过分析发现,由于地面永久抽采系统的抽采负压较低,孔口负压只能达到1~2kPa,而根据巷道布置状况,2141(3)底板瓦斯抽采专用巷道为进风巷道,2171(1)工作面上风巷为回风巷道,2条巷道之间的风压差为1kPa左右。由于地面永久抽采系统的抽采负压不能克服2141(3)底板专用瓦斯抽采巷道与2171(1)工作面之间的风压差,因此抽采效果不明显,钻孔时常处于进风状态。为了增大下向穿层钻孔的抽采负压,提高瓦斯抽采量,将下向穿层钻孔的抽采系统由地面永久抽采系统抽采改为2台2BE1-303型局部瓦斯泵抽采,出气端直接排入回风道。2BE1-303型局部瓦斯泵抽采流量为65 m3/min,孔口的抽采负压达到30~50kPa,而抽采流量也达到了12~14 m3/min,取得了较好的瓦斯抽采效果。
3 下向穿层钻孔瓦斯抽采效果分析
2171(1)工作面在采用下向穿层钻孔抽采后,工作面的瓦斯问题得到了根本的解决。由于下向穿层钻孔的不间断抽采,提高了工作面的瓦斯抽采率,降低了工作面的风排瓦斯量,有效地促进了工作面的安全生产,保障了保护层开采的进度。
(1)提高了工作面的瓦斯抽采量。下向穿层钻孔在合茬抽采后,抽采流量达到12~14 m3/min,2171(1)工作面抽采流量合计达20~22 m3/min,增加了工作面的瓦斯抽采量,使工作面的瓦斯抽采率达60%以上。
(2)降低了工作面的回风瓦斯浓度。由于抽采量的增加,工作面的风排瓦斯量减少,使得工作面的回风流瓦斯浓度降低,工作面回风流瓦斯浓度由原来的0.7%~0.8%降为0.4%~0.6%,促进了采煤工作面安全生产。
(3)加快了保护层工作面开采进度。217l(1)工作面在采用下向穿层钻孔抽采以前,月推进度一般为85 m左右,月产量为4~5万t;而采用下向穿层钻孔抽采以后,工作面月推进度大大提高,达到120~130 m,月产量为7~8万t。因此,下向穿层钻孔抽采促进了保护层工作面开采的进度,提高了工作面的产量。
4 认识与体会
2171(1)工作面在采用下向穿层钻孔抽采瓦斯技术后,工作面的瓦斯问题得到了根本的解决,实现了由高瓦斯工作面向低瓦斯工作面的转化。但由于下向穿层钻孔瓦斯抽采方法还处于不断总结阶段,因此在今后的瓦斯抽采工作中还需要做好以下几方面的工作:
(1)下向穿层钻孔抽采保护层瓦斯技术必须采用高负压、大流量的瓦斯泵进行抽采,以克服通风负压。
(2)继续开展下向穿层钻孔抽采保护层瓦斯技术研究,在巷道布置具备条件的情况下,可以推广应用该项瓦斯抽采技术。
(3)对下向穿层钻孔的施工工艺进行攻关,保证孔内岩粉能及时用泥浆排出孔外,提高瓦斯抽采效果。