瓦斯抽采钻孔设计.pdf

仁寿县复合能源集团有限公司

8237回采工作面瓦斯钻孔设计

编制单位：技术科

编制人员：姜永正

编制日期：2013年8月16日

会审签字单
单位签名日期
编制

通风科

通风副总

安监科

总工程师

会签意见:

仁寿县复合能源集团有限公司
8237回采工作面瓦斯钻孔设计

一、钻孔布置原则

回采工作面瓦斯抽采主要以穿层钻孔抽采布置方式，钻孔从开孔

位置呈放射状进入邻近层，边回采边抽采破坏裂隙带。随着煤层开采

的推进，在受卸压影响和瓦斯压力作用下向采空大量释放瓦斯。根据

柱状图岩层性质和经验数据，破坏裂隙带一般为采高的10—30倍。我

矿开采层为1.5m左右，故钻孔终孔层位在垂高30m左右。布置穿层钻

孔抽采裂隙的瓦斯时，钻孔的倾斜长度不宜超过70m。以确保抽采钻

孔的抽采效果和钻孔覆盖率的要求。钻孔间距应合理确定，一般为30

米，布置抽放钻孔。
二、工作面穿层钻孔布置方式

根据矿井整合工程初步设计的开拓布置，矿井接替工作面布置在

290东翼8237采煤工作面。煤层厚1.2～1.5m，平均厚1.35m。工作

面倾斜长780m，走向宽100m。

根据8237采煤工作面的煤层赋存情况，设计在采煤工作面回风巷

中布置穿层向上钻孔抽采煤工作面的破坏裂隙带瓦斯。

钻孔具体布置为在采煤工作面运输巷中沿煤层倾向上布置单排钻

孔，钻孔方位迎向工作面，与工作面呈10°夹角，钻孔倾角同煤层

倾角，钻孔间距3米，单个钻孔长度75m～90m左右。8237采煤工

作面走向长约490米，设计钻孔个数164个，实际施工时可根据现场
情况对钻孔参数进行适当调整。钻孔布置详见参数表及附图。

采煤工作面顺煤层钻孔参数表
走向倾斜
钻孔长钻孔方位钻孔倾
钻孔地点长宽钻孔编号备注
度（m）角（度）角（度）
（m）（m）
迎向工作面根据现
（8239）1＃～164顺煤层
70并与工作面场进行
采面回风78080＃倾向
呈10°夹角调整
巷
合计11480

三封孔方式、材料及工艺

（一）、采用聚氨酯人工封孔

1、采用聚氨酯人工封孔。钻孔内抽放管选用长8m直径25mm

的抽放管，为防止堵塞，抽放管顶端钻10个直径10mm小孔，最好

用双层铁筛网包扎好。用聚氨酯封孔，封孔长度8m。

2、封孔材料

钻孔采用聚氨酯封孔，对于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在发

泡后，其内所形成的孔为封闭孔，另外对发泡时间、发泡倍数、固化

后的强度，可塑性等均有一定的要求。可选用聚氨酯封孔材料，在钻

孔内6.4～7.5m深度封孔，钻孔密封段长度仅1m，既能保证密封严

密，又可节省封孔材料。该聚氨酯封孔材料膨胀倍数20倍以上，聚

氨酯发泡均匀、细小，孔隙又不联通，还有可塑性，适于动压区封孔；

在抽放瓦斯负压60～80KPa、正压2MPa下，钻孔密封严实不漏气。
3、封孔工艺

聚氨酯封孔采用卷缠药液法,缠药方法及钻孔内封孔管结构如后

图所示。抽放管为内径25mm的焊缝钢管，长为8m，在管前端焊上铁

档板，套上木塞和橡胶垫圈，距前端橡胶垫圈1m处，再套上木塞和

橡胶垫圈，并用铁线缠紧固定，在1m间距内的抽放管上固定一块毛

巾布（1m×0.7m）。封孔操作程序为：先称出封一个孔的甲、乙组成

药液，分别装入两个容器，再将药液同时倒入混合桶，立即用棒快速

搅拌均匀，当药液由黄褐色变为乳白色时，停止搅拌，将药液均匀倒

在毛巾布上，边倒药液边向抽放管上卷缠毛巾布，并把卷缠好药液的

封孔管迅速插入钻孔，大约5分钟后，药液开始发泡膨胀，20分钟

后停止发泡，逐渐硬化固结。为了避免封孔管晃动影响封孔质量，孔

口处用木塞楔紧。封一个钻孔的聚氨酯用量约为1Kg左右。

（二）、采用水泥浆封孔泵封孔

尽可能采用水泥浆封孔泵封孔，其封孔速度快、成本低、操作简

便、效果好，优于聚氨酯封孔

（三）、钻孔与管路的连接

封孔1小时后，便可与抽放管路连接。钻孔与管路连接处应设

置流量计和阀门。连接管采用胶管。预抽一定时间后，根据效果检验

结果，决定停止抽放时间。

四抽放效果预测

1、抽放瓦斯量计算

矿井相对瓦斯涌出量为20m3/t。矿井瓦斯抽采率必须≥25％，并
残余瓦斯量必须在8m3/t以下则为抽采达标。根据煤矿瓦斯抽采基本

指标，本设计矿井瓦斯抽放率为30%，满足要求。因此矿井瓦斯抽

放量为：

1）工作面煤炭储量：

490m×80m×0.58m×1.5t/m3=34104t

2）瓦斯总储量：

34104t×20m3/t=m3

3）需抽采瓦斯量：

34104t×（20m3/t－8m3/t）=m3

2、采煤工作面控制范围为：回风巷以下10m范围内。

五、预计抽