近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤瓦斯防治技術的研究與應用

摘要：瓦斯防治不僅是煤礦增產的一項重要技術措施，同時也是解決煤層瓦斯壓力大、含量高、開采難度高的一個重要手段。在揭、過煤施工過程中，極易出現瓦斯涌出異常造成瓦斯高值、超限甚至突出事故，必須實施準確有效的預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔，使煤層氣能迅速預抽與泄放，從而起到卸壓、降低煤層瓦斯壓力、瓦斯含量的作用，最終達到防治瓦斯涌出異常造成的瓦斯高值、超限甚至突出的效果。

關鍵詞：揭、過煤施工；瓦斯防治；安全生產

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）09-0077-02

煤與瓦斯突出是煤礦安全生產過程中存在的重大安全隱患之一。近距離、大埋深、高壓力煤層群工作面在消除突出危險性的情況下，在揭、過煤施工過程中，仍有出現瓦斯涌出異常造成瓦斯高值、超限甚至突出事故。煤與瓦斯突出礦井高突出工作面瓦斯防治，是世界產煤國家共同面臨的國際性技術難題，特別是在解決近距離、大埋深、高壓力煤層群工作面揭、過煤施工過程中瓦斯防治問題更為突出，瓦斯防治是煤礦增產的一項重要技術措施，同時也是解決煤層瓦斯壓力大、含量高、開采難度高的一個重要手段。

1 平煤股份一礦概況

平頂山天安煤業股份有限公司一礦位于平頂山礦區的中部，距平頂山市區約3Km，緊鄰市區，該礦于1959年簡易投產，設計年產量為150萬t。歷經50年的發展建設，現在已成為年產商品煤500萬t的大型礦井。井田內含丁組、戊組、己組、庚組4個煤組，主采丁、戊組煤層，一礦自投產以來，至2004年一直為低瓦斯礦井。隨著開采深度的增加，礦井瓦斯涌出量和涌出形式也隨之發生變化，煤層瓦斯壓力、含量明顯增大，在掘進過程中曾出現過涌出異常和放煤炮現象，進行突出危險性預測時，出現預測指標超標，2005年直接由低瓦斯礦井升級為突出礦井。

由于近距離、大埋深、高壓力煤層群工作面在揭、過煤施工過程中，極易出現瓦斯涌出異常造成瓦斯高值、超限甚至突出事故，因此必須實施準確有效的預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔，使煤層氣能迅速預抽與泄放，從而起到卸壓、降低煤層瓦斯壓力、瓦斯含量的作用，最終達到防治瓦斯涌出異常造成的瓦斯高值、超限甚至突出的效果。

2 技術方案

2.1 防治方案

（1）在近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面收集工作面周邊的瓦斯地質資料。為近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面施工預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔設計參數提供理論依據。

（2）根據近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面周邊的瓦斯地質資料，設計出準確的預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔參數。

（3）根據設計出準確的預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔參數對近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面施工預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔，實現安全揭、過近距離、高瓦斯壓力煤層群。

（4）收集近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面施工預抽煤層瓦斯鉆孔前后煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等瓦斯技術參數對比，完成研究報告。

2.2 防治方法

（1）地面收集在近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面周邊瓦斯地質資料，以及井下施工瓦斯地質鉆孔現場情況，準確分析出工作面瓦斯地質情況，綜合分析設計出預抽煤層瓦斯鉆孔、超前排放瓦斯鉆孔參數；

（2）采用井下直接解吸法測定煤樣的瓦斯解吸量，根據解吸規律推算損失量；通過地面DGC實驗室解吸法進行測定瓦斯含量；

（3）綜合統計比較分析揭、過近距離、高瓦斯壓力煤層群工作面施工預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔前后瓦斯涌出量、突出預測指標、煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等變化情況。

2.3 防治結果

（1）綜合統計比較分析近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面施工預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔前后瓦斯涌出量、突出預測指標、煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等變化情況，可看出施工預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔后未出現瓦斯涌出異常造成的瓦斯高值、超限甚至突出事故，實現安全揭、過近距離、大埋深、高壓力煤層群，解決了瓦斯治理難題，有利于煤礦的安全生產和經濟效益的提高。

（2）通過施工預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔后，煤層的透氣性增大，通過超前預抽和排放瓦斯，瓦斯涌出異常得到控制，有利于提高工作面采掘進度的效果。實踐表明，可以在我礦及公司近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面推廣預抽煤層瓦斯鉆孔、超前瓦斯排放鉆孔瓦斯防治技術，提高煤層透氣性，提高近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面瓦斯防治水平，保證礦井安全快速生產。

3 效益分析

3.1 直接效益分析

提高了采掘進度，自應用以來實現了安全掘進進尺150米：150米×10000元/米=150萬元，可為礦井增加效益150萬元；

3.2 社會效益分析

通過近距離、大埋深、高壓力煤層群工作面揭、過煤施工期間的瓦斯防治，使得平煤一礦近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面和煤與瓦斯突出采掘工作面、大埋深、高瓦斯壓力、含量工作面在采掘工作期間瓦斯能夠得到更加有效的治理，有效的緩解了突出礦井、采區接替緊張的局面。根據研究的結果采取了切實可行的瓦斯治理措施，主要是實現了三水平戊一下延主運輸巷流水通道揭、過近距離、大埋深、高壓力煤層群的安全生產，具有較高的社會價值和長遠的社會

效益。

4 結語

通過解決近距離、大埋深、高壓力煤層群工作面揭、過煤層施工期間造成瓦斯高值、超限或突出影響施工進度，嚴重制約安全生產和采掘接替的關鍵問題，使得平煤一礦在制約安全生產的近距離、大埋深、高壓力煤層群工作面揭、過煤層施工期間瓦斯問題得到有效控制，實現了近距離、大埋深、高壓力煤層群工作面揭、過煤層施工期間安全、高效生產，有效的緩解了突出礦井、采區接替緊張的局面，該研究可以在具有近距離、大埋深、高壓力煤層群揭、過煤工作面和煤與瓦斯突出采掘工作面、大埋深、高瓦斯壓力、含量工作面揭、過煤層施工進行推廣應用，為公司揭、過近距離、高瓦斯壓力煤層群工作面和煤與瓦斯突出采掘工作面、高瓦斯壓力、含量工作面揭、過煤層安全、高效生產開辟了新局面及新思路。

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作者簡介：朱連芳（1976—），男，河南沈丘人，平煤股份一礦防突科助理工程師，研究方向：一通三防及防突管理。