31021工作面高位鉆孔和傾向高位鉆孔抽放

摘 要：鄭煤集團超化煤礦煤層存在不穩定的現象，尤其是地質構造不穩定、結構變化很頻繁瓦斯難以釋放，為了保證31021工作面正常回采，根據抽放效果資料的分析，采用了高位鉆孔和傾向高位鉆孔抽放裂隙帶瓦斯專項措施，使工作面上隅角瓦斯濃度降低0.5%以下，回風流中的瓦斯濃度一直降到0.3%左右。

關鍵詞：走向長壁采煤法；地質構造不穩定；瓦斯難以釋放；位鉆孔抽放

1 工作面概況

超化煤礦屬于高瓦斯礦井，采用走向長壁采煤法。工作面切巷斜距133m，走向可采長度970m，平均煤厚4.5m，傾角22°，容重1.45t/m3，回采率93%，可采儲量計算為80.6萬噸，設計生產能力7.5萬噸/月，可采期11個月，推進度90m/月。該面煤層東厚西薄，厚度在0.5～13.0m之間，平均煤厚4.5m，煤層走向74～110°，傾向164～200°，傾角16～32°，平均傾角22°。工作面東部局部區域夾矸發育，夾矸厚厚度0～6.5m，巖性為炭質泥巖；工作面西部局部區域煤層較薄，煤厚小于1.30m。底抽巷及下付巷聯巷施工層位為二1煤層、煤層底板泥巖、砂質泥巖及L7-8灰巖，巷頂距煤層法線距離0～20.0m。

31021工作面煤層整體上呈現一單斜構造型態。31001工作面下付巷掘進時揭露了F22、F23正斷層，31021工作面上付巷掘進時預計將會揭露以上兩條正斷層，將造成31021工作面上付巷掘進時打底或丟底煤。根據31041上、下付巷及22121（西）炮采面下付巷掘進期間已揭露的地質資料分析，預計31021底抽巷、下付巷聯巷、下付巷及切巷掘進期間不會揭露斷裂構造。瓦斯濃度高達3.2%，突出指標qmax都在臨界值以上，前后共發生三次瓦斯動力現象。回采初期，工作面回風流瓦斯濃度為0.36%，上隅角瓦斯濃度為0.38%，瓦斯的抽采純量大致在2～4.2m3/min，盡管回采期間采取了一些措施，如增加風量、減小煤層的抽采半徑、采空區用檔風簾、降低采煤機運行速度等。

2 走向高位鉆孔抽放情況分析

2.1 鉆孔設計（見圖1）

1#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板10m，距上切口以下30m，施工深度90m，護孔深度45m，封孔深度9m；2#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板14m，距上切口以下20m，施工深度90m，護孔深度78m，封孔深度9m；3#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板17m，距上切口以下8.5m，施工深度84m，護孔深度60m，封孔深度9m。

2.2 抽放效果分析

1#鉆孔隨著工作面的推進，鉆孔距煤層頂板間距越來越小，瓦斯抽放濃度總體上呈增加趨勢。1#孔在距煤層頂板小于6m時瓦斯抽放濃度成持續增加趨勢，截止12月11日8點班，1#孔距煤層頂板3.5m，瓦斯抽放濃度47.8%。

2#鉆孔隨著工作面的推進，鉆孔距煤層頂板間距越來越小，瓦斯抽放濃度呈增加趨勢。2#孔在距煤層頂板小于7m時瓦斯抽放濃度增加趨勢較為明顯，截止12月11日8點班，2#孔距煤層頂板4.0m，瓦斯抽放濃度29.6%。

2#高位鉆孔瓦斯抽放濃度與距煤層頂板間距的關系。

3#鉆孔隨著工作面的推進，鉆孔距煤層頂板間距越來越小，瓦斯抽放濃度呈增加趨勢。3#孔在距煤層頂板小于1m時瓦斯抽放濃度大于10%，截止12月11日8點班，3#孔距煤層頂板5.0m，瓦斯抽放濃度21.6%。

1#高位鉆場內（3個高位孔）瓦斯抽放濃度及流量隨著工作面的推進，二者均呈增加趨勢。當高位鉆孔距煤層頂板間距小于7m（平均值），鉆孔的抽風濃度及流量增加趨勢明顯，截止12月11日8點班，1#高位鉆場鉆孔距煤層頂板間距為4.7m，鉆場瓦斯抽放濃度18.6%，瓦斯流量為2.83m3/min。

2.3 結論

高位鉆孔終孔距煤層間距6～11m時抽放濃度較好，其中距上隅角越近鉆孔終孔距煤層頂板間距越大。由鉆孔瓦斯流量分析認為，鉆孔終孔距煤層頂板間距小于7m時抽放流量增加趨勢明顯。

3 傾向高位鉆孔抽放情況分析

3.1 鉆孔設計（見圖1）

補1#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板30m，距切巷初采位置35m，施工深度35m，護孔深度33m，封孔深度12m；2#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板20m，距切巷初采位置35m，施工深度57m，護孔深度51m，封孔深度15m。

3.2 結果分析

補1#瓦斯抽采濃度隨著工作面的推進首先呈增加趨勢，然后呈下降趨勢，當距工作面切巷達到29m時抽放瓦斯濃度達到最大值。2#瓦斯抽采濃度隨著工作面的推進首先呈增加趨勢，然后呈下降趨勢，當距工作面切巷達到23m時抽放瓦斯濃度大大最大值。

3.3 結論

鉆孔終孔距煤層頂板越高控制范圍越長，補1#孔終孔距煤層頂板30m，此孔距工作面切巷29m時瓦斯濃度達到最大值；2#孔終孔距煤層頂板20m，此孔距工作面切巷23m時瓦斯濃度達到最大值。

4 高位鉆孔和傾向高位鉆孔抽放

為了保證工作面正常回采，抽放隊負責維護抽放系統，并且將施工完好的鉆孔進行連孔抽放。通風科或通風負責保證工作面正常風量的需要防止瓦斯超限。由瓦檢工負責檢測31021工作面瓦斯濃度變化情況，并且對探頭數據顯示情況進行觀察，如有變化不穩定或較大時及時向通風調度匯報，同時向通風科值班科長（通風隊值班人員匯報）。立即停止采煤機或者其他作業，后采取相應措施確保瓦斯不能超限。

5 結束語

在實施高位鉆孔抽采裂隙帶瓦斯、采用高位鉆孔和傾向高位鉆孔抽采采空區深部瓦斯等針對性瓦斯綜合治理措施后，工作面的瓦斯濃度有明顯降低，采空區瓦斯大部分通過抽采鉆孔排出，工作面上隅角的瓦斯濃度降低到0.5%以下，回風流的瓦斯濃度在0.3%左右，完全符合《煤礦安全規程》的要求，高位鉆孔內抽采的瓦斯最高濃度達到58%左右，每個高位鉆場瓦斯抽采純量為2～8m3/min，達到預期的效果，保證工作面的正常回采，該工作面已安全回采3個月，完成每個月的生產計劃，未出現瓦斯超限現象，取得良好的效果。

作者簡介：湯明紅（1981，8-），男，河南省蘭考縣人，鄭州工業安全職業學院，大專，助理工程師，現從事防突技術管理工作。