生產建設
近日,小莊礦在40207工作面災害超前治理期間,通過優化鉆孔設計與施工工藝,創新推出“一孔多用”技術,將單一瓦斯抽采功能拓展為“瓦斯抽采+沖擊地壓卸壓”雙重功能,為特厚煤層超前治災開拓了全新的“協同治理”路徑。
據了解,該礦40207工作面主采4煤層,平均厚度達23米,屬特厚煤層。煤層頂板為厚度17-20米的堅硬砂巖,回采過程中易形成懸頂結構,同時絕對瓦斯涌出量可達32.90m3/min。傳統的“雙孔分設”治理模式,存在鉆孔工程量大、施工成本高、巷道空間占用多、治理時間跨度長等問題。在保證治理效果達標的基礎上,該礦通過工程類比、數值模擬與現場實測,提出將瓦斯預抽孔與卸壓孔合二為一的創新思路,即在瓦斯預抽孔基礎上,對孔口25米范圍進行擴孔處理,使其同時具備卸壓功能,實現“一次鉆孔、雙重功效”。
該技術將精準設計與工藝創新深度融合,兼顧抽采與卸壓參數匹配。瓦斯預抽孔設計為高低位兩層孔結構,孔徑113mm,開孔高度、方位角及孔深等根據不同層位進行設計,確保覆蓋全斷面裂隙帶。在此基礎上,采用175mm鉆頭對孔口25米范圍進行擴孔,形成“內細外粗”的變徑結構。此外,擴孔段參數嚴格匹配沖擊地壓卸壓要求,孔間距根據沖擊危險等級動態調整,并在擴孔孔間增設輔助卸壓孔。
施工環節,該礦采用ZDY-6500LD型全液壓坑道鉆機施工,Φ73mm鉆桿配合水壓排渣工藝,確保鉆孔垂直度誤差動態達標。封孔工藝采用“三堵兩注”帶壓式封孔,封孔深度10米,確保瓦斯抽采濃度穩定在30%以上。同時,嚴格執行“一孔一視頻”“一孔一清單”管理,從鉆孔施工到封孔抽采全流程可視化監控,保證施工質量,實現“三堵兩注”封孔與水壓排渣高效協同。
“此次備采工作面超前治災首次采用‘一孔多用’技術,不僅為后期安全回采創造了良好條件,還提高了單孔施工效率、鉆機利用率,減少了單噸煤鉆孔成本、設備購置與維護費用,實現安全、效率與經濟的三重提升。”該礦副總經理、總工程師張亞潮說道。
該技術的應用,突破了傳統“單項治理”思維,通過空間上的鉆孔結構優化與時間上的動態監測、“一孔一視頻”“一孔一清單”的精細化管理,在技術路徑、工藝創新、管理模式等方面,實現災害超前防控“時空匹配”,為特厚煤層災害超前協同治理開拓了新路徑,也為更多復雜地質條件下的資源開發提供了新思路。(馬科 計忠榮)
編輯:達文娟