钻孔施工和冲孔期间防瓦斯超限综合技术措施研究

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翻新时间：2015-08-19

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钻孔施工和冲孔期间防瓦斯超限综合技术措施研究

摘要：通过对煤层底板抽采巷采用静压水、高压冲孔泵水力冲孔期间瓦斯收集器、防喷装置所收集的瓦斯量及规律进行研究，掌握施工钻孔和水力冲孔期间瓦斯涌出变化规律，并对瓦斯超限原因进行分析，积极采取有效防范措施，消除瓦斯超限现象，确保矿井安全生产。

关键词：水力冲孔瓦斯防超限措施

1 概述

2 研究地点及概况

3 测试方法

3.1 水力冲孔期间瓦斯收集器、防喷装置收集瓦斯情况测试方法。15081底抽巷穿层抽采钻孔施工见煤后，分别在瓦斯收集器、防喷装置与分源抽采管路连接处安装Ф50mm导流管，利用瓦斯综合参数测定仪每5分钟测定一次瓦斯浓度、流量、负压、温度，直至施工完毕。

4 测试结果及分析

4.2 采用高压冲孔泵水力冲孔期间瓦斯收集器所收集的瓦斯量及规律。经过数据筛选，选取3个抽采钻孔实测数据进行分析。由于一号瓦斯收集器距离施工地点较近，收集的瓦斯量较多，是二号瓦斯收集器的7倍，但两个瓦斯收集器所实测的瓦斯浓度没有太大变化。经计算，单个穿层抽采钻孔从开始冲孔至结束，瓦斯收集器可收集瓦斯量约0.195m3。经分析，当穿层钻孔见煤后，瞬间破坏煤体内原有瓦斯应力平衡，使瓦斯压力快速卸压，同时释放大量瓦斯，但由于水压较大且持续供给，瓦斯浓度释放速度持续稳定，直至穿过煤层。

4.3 采用静压水水力冲孔期间防喷装置收集的瓦斯量及规律。经过数据筛选，选取3个抽采钻孔实测数据进行分析。冲孔期间，防喷装置可以吸收大量瓦斯，瓦斯浓度、混合流量、纯流量值普遍较大；经计算，单个穿层抽采钻孔从开始冲孔至结束，防喷装置可收集瓦斯量约13m3。防喷装置内瓦斯浓度随冲孔时间的延长而变大，一般冲孔时间在10～15min后，瓦斯浓度达到最大值，之后由于防喷装置封闭较为严密，冲出的煤渣与瓦斯不易释放，造成瓦斯涌出量忽大忽小。

4.4 采用高压冲孔泵水力冲孔期间防喷装置所收集的瓦斯量及规律。经过数据筛选，选取3个抽采钻孔实测数据进行分析。采用高压冲孔泵冲孔期间，防喷装置可以吸收大量瓦斯，相比较静压水混合流量、纯流量值普遍较大；经计算，单个穿层抽采钻孔从开始冲孔至结束，瓦斯收集器可收集瓦斯约15m3。防喷装置内瓦斯浓度随冲孔时间的延长而变大，一般冲孔时间在10～15min后，瓦斯浓度达到最大值，之后由于防喷装置封闭较为严密，冲出的煤渣与瓦斯不易释放，造成瓦斯涌出量忽大忽小。

5 防治瓦斯超限综合措施

①从源头着手，规范巷道设计，确保通风系统合理、可靠。②利用井下瓦斯抽采泵站实施高、低浓度分源抽采，确保易喷孔区域打钻、冲孔全程连抽。③有喷孔现象的地区，打钻和水力冲孔期间，必须使用防喷装置，防止瓦斯超限。④改进并完善防喷装置，加大抽放连接管路直径（不小于100mm），提高各连接部位密封性能。⑤推广使用孔口及巷道风流瓦斯收集装置“双保险”，降低巷道风流瓦斯浓度。⑥合理安排钻孔施工顺序，充分利用已连抽钻孔的卸压作用，降低喷孔强度。⑦在打钻地点回风侧3m范围、10-15m范围分别吊挂甲烷检测报警仪和甲烷传感器，对巷道内风流瓦斯实时监测。⑧抽采巷道内多台钻机平行作业时，严禁同时见煤，防止瓦斯集中涌出。⑨钻孔施工结束后应及时连抽，减少钻孔瓦斯涌出，降低风流瓦斯浓度。

6 结论

①通过测试对比、分析静压水和高压冲孔泵水力冲孔期间瓦斯收集器、防喷装置所收集的瓦斯量及规律，确立了高压水力冲孔效果。②通过密切观察施工钻孔和水力冲孔期间孔内及涌入巷道内的瓦斯变化情况，掌握瓦斯涌出变化规律，改进完善防喷和瓦斯收集装置。③通过不同测点瓦斯收集器收集瓦斯量的对比分析，合理布置瓦斯收集装置，确保效果最好。④对瓦斯超限原因进行综合分析，完善了各项防范措施，形成了整套的防治瓦斯超限综合技术措施体系。⑤根据数据统计，防治瓦斯超限综合技术措施推广应用以来，矿井瓦斯超限次数同比下降90%以上，杜绝了1.5%浓度以上瓦斯超限现象，促进了矿井安全生产。

参考文献：

[2]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.《煤矿安全规程》[S].煤炭工业出版社，2011.

[3]中华人民共和国国家发展和改革委员会，国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.《煤矿瓦斯治理经验五十条》[S].北京，2005，3-22.