摘要：通过在2315-2采面两巷顶板进行抽放钻孔的施工，实施2315-2采面上邻近层二次卸压瓦斯抽放提高了瓦斯抽放量，并减少了上邻近层瓦斯向采面的涌出量，取得了十分良好的抽放效果，对确保矿井安全生产具有很大的指导意义，具有明显的社会、经济效益。

关键词：回采工作面、瓦斯抽放、二次卸压、邻近层、效果

1. 试验工作面2315-2采面的概况

2315-2工作面位于回风巷+150水平一采区二石门至一采区四石门与运输巷+100水平一采区副二石门至四石门之间，该工作面上接2314-2工作面(部分未采)，下接2316-2工作面，南邻2315-1工作面(正在回采续接2315-2采面)，北邻2315-3工作面(未布置)，回风巷走向长度308m，运输巷走向长度为329m，工作面倾斜长度125～129m。

2315-2工作面煤层属K3b煤层，俗称“大莲子”，颜色灰黑色，煤岩类型以半亮型为主，半暗型次之，具金属光泽，贝壳状断口，采出后为块状、粒状、粉状。普化硬度系数f =１～２。煤层厚度为0.50～3.1m，平均厚度2.01m，煤层走向213°～228°，平均走向218°，倾向303°～318°，煤层平均倾角25°。工作面回风巷揭露煤层厚度变化大(0.5m～2.8m)，回采时的煤质控制难度较大。运输巷煤层较稳定，厚度为2.1m～3.1m。

2 . 2315-2采面二次卸压瓦斯抽采技术研究实施情况及效果

2.1  2315-2采面二次卸压瓦斯抽采钻孔优化设计方案 

根据2315-2采面布置方式，在不增加钻场掘进工作量前提下，全方位考察2315-2采面上邻近煤层卸压瓦斯抽采效果。一是在+100水平二石门K3巷作一4m深4m宽2.5m高梯形浅钻场作为钻场考察对象；二是在运、回巷K3巷按30m一个点施工2个前倾式钻孔。

1).  +100水平二石门K3煤层上邻近层煤层瓦斯卸压抽放钻孔设计方案

按72°作为上邻近层卸压角，菱形布置钻孔，沿煤层走向孔间距12.58m布置8个钻孔，沿煤层倾斜10m一排布置5排钻孔，共有40个钻孔。

2) 2315-2运、回风巷K3煤层上邻近层煤层瓦斯卸压抽放钻孔设计方案

在运回风巷K3巷按30m一个点施工2个钻孔，按72°作为上邻近层卸压角，沿煤层走向30m布置一个施工点，第个施工点沿煤层倾斜方向孔间距15m布置2个钻孔，共有38个钻孔。+100水平二石门浅钻场后方2315-2运输巷60m未布置钻孔，运输巷有16个钻孔，回风巷有22个钻孔。

2315-2采面二次卸压瓦斯抽采钻孔设计（详见图1）

图1  2315-2采面二次卸压瓦斯抽采钻孔设计图

2.2  2315-2采面二次卸压瓦斯抽采钻孔施工方案 

考虑到2315-2采面上邻近层要穿过K6煤层顶板，由于K6煤层底板有一层硬岩，硬度系数f=12级以上，选用复合片金刚石PDC钻具施工。钻孔开孔孔径为φ87mm，孔深不小于8m，终孔孔径为φ65mm，使用ZYG-750型全液压钻机施工。

2.3  2315-2采面二次卸压瓦斯抽采钻孔封孔方案 

钻孔封孔深度不小于8m，先采用马丽散树脂预堵，再使用水泥砂浆二次机械注浆封孔。

2.4  2315-2采面二次卸压瓦斯抽采钻孔接抽方案 

2315-2采面二次卸压抽放钻孔封孔使用φ40mm塑料管，考虑到巷道顶板来压容易将塑料抽放管压成死弯或打脱，为防止巷道顶板来压对抽放管影响，使用φ51mm×8mm×20mm喷砂胶管连接钻孔，并使用汇流管连接到φ100mm抽放管，再接至茅口大巷抽放主管道上，由地面SKA—420瓦斯泵抽放2315-2采面二次卸压瓦斯。

2.5  1 2315-2采面二次卸压瓦斯抽采实施情况

1）.+100二石门K3浅钻场二次卸压钻孔实施情况

2011年8月15日至9月5日期间施工，考虑到2315-2采面回采接替时间紧张，钻孔施工严格按设计施工，只施工面向工作面前倾式钻孔，合计施工21个钻孔，合计钻尺887.8m，平均孔深42.57m。施工钻机：ZYG—750型全液压钻机，施工钻具：钻孔开孔孔径φ87mm，钻头为高硬度合金（YGB）φ87mm钻头；终孔孔径φ65mm，钻头使用复合片金刚石PDC HMPF-65-4型钻头。3#、8#、11#、13#、14#采用马丽散树脂封孔，封孔长度3m；其余钻孔均采用马丽散树脂封孔后，再使用水泥砂浆二次注浆机械封孔，封孔长度8m以上。

2）.2315-2采面运巷K3二次卸压钻孔实施情况

2011年8月25日至9月8日期间施工，钻孔严格按设计施工，沿巷道每30m一个施工点，每个施工点施工2个钻孔，合计施工20个钻孔，都是面向工作面前倾式钻孔，合计钻尺803.5m，平均孔深40.12m。施工钻机：ZYG—750型全液压钻机。施工钻具：钻孔开孔孔径φ87mm，钻头为高硬度合金（YGB）φ87mm钻头；终孔孔径φ65mm，钻头使用复合片金刚石PDC HMPF-65-4型钻头。钻孔均采用马丽散树脂封孔后，再采用水泥砂浆二次注浆机械封孔，封孔长度8m以上。

3）. 2315-2采面回风巷K3二次卸压钻孔实施情况

施工钻机：ZYG—750型全液压钻机。2008年8月22日至9月7日期间施工，钻孔严格按设计施工，沿巷道每30m一个施工点，每个施工点施工2个钻孔，考虑到施工钻孔时因巷道积水多，对回风巷金支支护有安全影响，只施工6个点，合计12个钻孔，都是面向工作面前倾式扇形钻孔，合计钻尺466.8m，平均孔深38.9m。施工钻具：钻孔开孔孔径φ87mm，钻头为高硬度合金（YGB）φ87mm钻头；终孔孔径φ65mm，钻头使用复合片金刚石PDC HMPF-65-4型钻头。钻孔均采用马丽散树脂封孔，封孔长度5m以上。

4）. 2315-2采面K3二次卸压瓦斯钻孔接抽实施情况

2315-2采面K3二次卸压瓦斯抽放管道使用φ100mm钢管，钻孔使用喷砂胶管φ51mm×8mm×20m连接，由地面SKA—420瓦斯泵抽放，抽放负压：2315-2采面运巷7KPa以上，+100二石门K3浅钻场3.3KPa以上，2315-2采面回风巷5KPa以上。

5. 2315-2采面K3二次卸压瓦斯抽放实施设备材料情况（见表1）

表1  2315-2采面K3二次卸压瓦斯抽放设备材料明细表

2.2.2 2315-2采面二次卸压瓦斯抽采效果考察（详见表2）

表2  2315-2采面二次卸压瓦斯抽放测流表

⒈+100二石门二次卸压瓦斯抽放情况（见表3、图3）

图2   +100二石门二次卸压瓦斯抽放单孔浓度曲线图

从上图可知，3#、8#、11#、13#、14#孔单孔浓度较低，主要是由于这5个钻孔使用人工马丽散树脂封孔，由于封孔质量差引起这5个钻孔漏气。

开始抽放时间2008年9月6日，由于2315-2采面采至+100二石门时，K3采面上邻近层长兴岩组含水层水从+100二石门钻孔流向2315-2采面运巷，造成2315-2采面运巷大量积水影响2315-2采面煤炭运输，于2008年10月31日拆掉、封堵+100二石门K3上邻近层抽放钻孔，所以卸压抽放时间短。共计抽放21个钻孔，抽放1344小时，平均抽放负压3325pa，平均抽放浓度16%，平均抽放纯量0.31m3/min，共抽放瓦斯纯量24998m3。

⒉2315-2采面运巷二次卸压瓦斯抽放情况（见表3、图4）

图3  2315-2采面运巷二次卸压瓦斯抽放单孔浓度曲线图

从上图可知，2#、12#孔单孔浓度较低，主要是由于这2个钻孔漏气引起。

开始抽放时间2008年9月9日，测流数据收集止于2008年11月30日。共计抽放20个钻孔，抽放1992小时，平均抽放负压7315pa，平均抽放浓度66%，平均抽放纯量1.15m3/min，共抽放瓦斯纯量137448m3。

⒊2315-2采面回风巷二次卸压瓦斯抽放情况（见表3、图5）

图4  2315-2采面回风巷二次卸压瓦斯抽放单孔浓度曲线图

开始抽放时间2008年9月7日，测流数据收集止于2008年11月30日。共计抽放12个钻孔，抽放2040小时，平均抽放负压5320pa，平均抽放浓度42%，平均抽放纯量0.48m3/min，共抽放瓦斯纯量58752m3。

⒋2315-2采面上邻近层瓦斯抽放情况

从2315-2采面上邻近层二次卸压瓦斯开始抽放，到2008年11月30止，共计抽放卸压瓦斯纯量221198m3，平均每月抽放瓦斯纯量221198 m3÷2.48月=89192.74 m3。由于2315-1采面接替工作面推进度较慢，工作面回采18m，回采面积2178m2，单位面积抽采量为101.56 m3 /m2。

5.2315-2采面10—11月风排瓦斯情况(见表4)

表3  2315-2采面2008年10-11月风排瓦斯情况

3 效果分析

⒈从目前2315-2采面上邻近层二次卸压瓦斯抽放收集资料看，单位面积每平方米增加瓦斯抽放量101.56m3，2315-2采面平均每月减少矿井风排瓦斯量22.12万m3÷2.48月=8.92万m3 。从表1、表4风排瓦斯情况报表上可以计算出：2315-2采面风排瓦斯量比2315-1采面风排瓦斯量降低[（24.26+24.02）-（15.62+14.86）]÷（24.26+24.02）=36.87%。

⒉从表1、表4风排瓦斯情况报表上可以得出：2315-2采面实施上邻近层二次卸压抽放后，回风、尾排瓦斯浓度比2315-1采面瓦斯浓度低。

⒊2315-2采面上邻近层二次卸压瓦斯抽放运巷抽放效果比回风效果好，主要是回风段卸压控制区域在2314-2采面回采时已经卸掉一部分上邻近层瓦斯，降低K3上邻近层煤层瓦斯含量，使得2315-2采面回风二次卸压瓦斯抽放效果比运巷差。

⒋+100二石门二次卸压瓦斯比2315-2运巷二次卸压瓦斯抽放效果差，一是由于钻孔封孔质量差引起钻孔漏气，二是2315-2采面上邻近层长兴岩组含水层里面水进入钻孔。

⒌由于K3煤层上邻近层K6煤层底板有一致密坚硬浅硅质石灰岩岩石，且K6煤层上面长兴岩组属于含水层。K1煤层距离K6煤层平均垂距50m，当K1煤层回采下顶卸压后，K6煤层因缓慢下层，煤层里面赋存瓦斯因具有底板坚硬岩石及上部含水层影响导致瓦斯大量富积于煤层。当回采K3煤层时，K1煤层距离K6煤层平均垂距15m，K6煤层二次卸压时大量赋存瓦斯涌向K3回采工作面而进入其回风、尾排及采空区。

4． 结论

通过二次卸压瓦斯抽采实施，在2315-2采面回采过程中，取得十分良好的抽放效果，当然也取得了良好的安全生产效果。

1. 单位面积每平方米增加瓦斯抽放量101.56m3，可以减少K3采面风排瓦斯量，每月降低采面风排量瓦斯量36.87%。

2. 降低K3采面回风、上偶角及尾排瓦斯浓度。

3.今后在K3煤层采面运巷每隔50m作一浅钻场，多布置钻孔抽放K3煤层上邻近层二次卸压瓦斯，有效防止K3采面回采过程中瓦斯超限事故。