某礦井西部14下山采區瓦斯治理措施

摘要：本文研究了礦區的地質地層條件以及與煤與瓦斯突出相關的地質因素。提出礦井生產中煤與瓦斯突出防治的原則和方法，闡述了工作面煤與瓦斯突出的防治措施，為煤礦安全生產提供相應的理論依據和合理建議。

關鍵詞：瓦斯 治理措施 煤與瓦斯突出

煤礦瓦斯災害治理的重點是工作面瓦斯治理。筆者依據礦井開采地質條件和瓦斯地質參數提出適合本礦區工作面瓦斯治理的措施。

1 工作面瓦斯治理的原則和依據

1.1 瓦斯治理的原則 瓦斯治理的首要原則是合法性原則，必須嚴格的按照相關的規章制度和技術標準制定治理措施。主要依據有《礦山安全法》、《礦山安全法實施條理》、《煤礦安全規程》和相關的規范標準等。

其次是安全優先原則。在制定安全技術措施時需要考慮兩個方面，一個是安全性，另一個是經濟合理性，但是當兩者出現矛盾的時候，必須遵守安全有限原則。

1.2 瓦斯治理的技術依據 瓦斯參數和工作面地質條件是瓦斯災害治理的重要技術依據。

①煤層瓦斯壓力是開展煤與瓦斯突出區域研究的基本參數之一。通過計算得出結果，從計算結果可以看出，井田西部、東部的瓦斯壓力比較高從0.86MPa到1.00MPa之間，中部較低0.28MPa，單從瓦斯壓力來看中部車場附近瓦斯壓力比非常低，不具備發生瓦斯突出的基本條件。②綜合指標D值也是開展煤與瓦斯突出區域研究的基本參數。K值遠遠超過《細則》規定的臨界值（K≥20）。這說明，用K值作為瓦斯突出區域預測的指標是不敏感的，意義不大，應該用D值代替。

當D大于0.25時具有突出危險性，其計算公式如下：

D=[（0.0075H/f）-3]（P-0.74）

式中：D——煤層突出危險性綜合指標；

K——煤的突出危險性綜合指標；

P——煤層瓦斯壓力，MPa；

H——開采深度，m。

依據地質勘探期間獲得的瓦斯含量和實際測定的瓦斯吸附參數，計算出各瓦斯區域的綜合指標D（為礦井經驗值）。根據計算結果，得出14下山采區、西部未開采區深部和二水平具有突出危險性。

2 本煤層西部14采區瓦斯抽放評價

根據《煤礦安全規程》第一百四十五條和《礦井瓦斯抽放管理規程》第9條規定，1個掘進工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風方法解決瓦斯問題不合理的，必須建立地面永久抽放瓦斯系統或井下臨時抽放瓦斯系統。同時，《礦井瓦斯抽放管理規定》第11條還規定，新建瓦斯抽放系統的礦井，必須進行可行性論證。本節根據實際測定的煤層瓦斯參數和前述兩個法規的要求，對本煤層瓦斯抽放進行可行性評價。

《礦井瓦斯抽放管理規范》第19條規定，對未卸壓的原始煤層，瓦斯抽放的難易程度劃分為容易抽放、可以抽放、較難抽放三類；鉆孔流量衰減系數（d-1）分別是：<0.003、0.003-0.05、>0.05；煤層透氣性系數（m2/MPa2·d）：>10、10-0.1、<0.1。

根據地質情況和礦井生產實際數據，得出煤層透氣系數為3.7m2/MPa2·d，鉆孔瓦斯流量衰減系數為0.035，是屬于可以抽放的煤層。

根據以上結論在生產中對西部14采區瓦斯抽放評價采用超長鉆孔進行瓦斯預抽放。14采區在瓦斯突出危險帶內，在巷道掘進中。工作面瓦斯涌出量一般在3.4-5.7m3/min，平均為4.55m3/min，最高為6.3m3/min。煤層透氣系數為3.4m2/MPa2·d，鉆孔瓦斯流量衰減系數為0.026d-1，是屬于可以抽放的煤層。鉆場、鉆孔布置情況：在巷道掘進的同時，在巷道兩幫布置鉆場，鉆場成交替邁步布置，沿巷道掘進方向施工鉆孔，每個鉆場布置4-6個鉆孔，施工鉆孔要求與掘進巷道中線成3～7°的夾角，鉆孔終孔位置距巷幫4-12m，鉆孔開孔位置距巷幫1-3m。鉆孔開孔口徑為西90mm，開孔深度為3.5m，然后換成口徑為73mm至終孔，孔深為35m。根據鉆孔進尺情況布置對幫第二鉆場，交替邁步，以控制掘進工作面巷道兩幫瓦斯涌出量，避免掘進過程中煤與瓦斯突出。

采取超長鉆孔進行瓦斯預抽放后，根據鉆孔跟蹤資料表明瓦斯壓力降至0.67Mpa以下不再具有突出危險性。

3 回采工作面和采空區瓦斯治理

根據此礦回采面和采空區瓦斯涌出規律和相應的煤層條件，提出采用頂板走向鉆孔抽放瓦斯的方法。在回采工作面風巷的下幫頂板距煤層法距3～5m布置鉆場，每個鉆場施工鉆孔4個，鉆孔打在距煤層法距12～15m的頂板內。抽放流向工作面上隅角的瓦斯和采空區或來自于鄰近層的卸壓瓦斯。根據開采地質條件，采用如下主要工藝參數。鉆孔直徑110mm，孔深110m，孔數4個，鉆場間距90m，壓茬20m，封孔材料-聚氨酯，主管-273mm鋼管。

采取以上措施后對部分采區進行觀察，煤與瓦斯突出危險程度明顯降低，如對第11采區的觀測表明防突效果十分明顯，瓦斯壓力均降至0.42Mpa以下。

4 結論

在14下山采區、西部未開采區深部和二水平具有突出危險性地區開采設計時，掘進面可采用超長鉆孔進行瓦斯預抽放、回采工作面采用頂板走向鉆孔的方法。同時應及時實際測定有關突出參數，進一步確定突出危險性。

參考文獻：

[1]焦作礦業學院地質研究室.瓦斯地質概論[M].煤炭工業出版社，1990.8

[2]中國礦業學院瓦斯組.煤與瓦斯突出的防治[M].煤炭工業出版社，1979.

作者簡介：林劉軍（1983-），男，河南安陽人，系團總支書記，助理講師，研究方向：地質工程。