首山一礦12061工作面區域防突技術應用及效果分析

高懷宇

摘 要：預抽煤層瓦斯是防治煤與瓦斯突出和礦井瓦斯超限、積聚的最重要措施之一。本文詳細闡述了首山一礦12061回采工作面區域預抽措施的選擇、設計、鉆孔封孔及瓦斯抽采，并對工作面回采區域鉆孔施工情況、消突及瓦斯抽采效果進行分析，對單一突出危險性煤層的突出及瓦斯防治工作有一定的借鑒和參考意義。

關鍵詞：突出礦井；區域防突；瓦斯治理；抽采效果

平煤集團首山一礦礦井設計生產能力為2.4Mt/a，采用立井石門開拓，生產采區有己一和己二兩個采區；通風方式為中央分列抽出式，主井、副井和中央進風井3條進風井，1條中央回風井回風，形成三進一回，通風系統可靠；采煤方法為走向長壁一次采全高采煤法。由于首山一礦不具備保護層開采條件，為了確保工作面取得好的消突及瓦斯抽采效果，首山一礦12061工作面進行了抽采半徑考察，根據考察結果，底板巷穿層鉆孔抽采半徑可達2.4m（6個月）。

控制區域內瓦斯儲量：穿層鉆孔預抽機巷煤層瓦斯控制區域走向長度為1293m，傾向長度為35m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計算鉆孔覆蓋區域煤層瓦斯儲量為313.84×104m3。穿層鉆孔預抽中間煤巷煤層瓦斯控制區域走向長度為1298m，傾向長度為35m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計算鉆孔覆蓋區域煤層瓦斯儲量為315.06×104m3。穿層鉆孔預抽切眼煤層瓦斯控制區域走向長度為35m，傾向長度為232m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計算鉆孔覆蓋區域煤層瓦斯儲量為56.31×104m3。

穿層鉆孔瓦斯預抽率：預抽中間煤巷煤層瓦斯鉆孔控制區域內瓦斯儲量為315.06×104m3，預抽期為13個月，累計抽放量為98.64×104m3，則預抽率為31.31%；預抽機巷煤層瓦斯鉆孔控制區域內瓦斯儲量為313.84×104m3，預抽期為14個月，累計抽放量為99.76×104m3，則預抽率為31.79%；預抽切眼煤層瓦斯鉆孔控制區域內瓦斯儲量為56.31×104，預抽期為8個月，累計抽放量為27.78×104m3，則預抽率為49.33%。

煤層殘余含量考察：在12061抽放巷內布置區域驗證鉆孔，對巷抽放巷穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施進行檢驗時，在煤巷條帶每間隔50m布置1個檢驗測試點，檢驗測試點位于掘煤巷工作面的中間，12061機巷抽放巷和中間抽放巷分別施工26個區域效檢孔，切眼抽放巷施工5鉆孔個區域效檢孔，共施工57個區域效檢鉆孔，測定煤層殘余瓦斯含量。效檢孔施工過程中沒有出現“夾、頂、噴”或其他動力現象。經實測，57個測點殘余瓦斯含量在4.63～6.5之間。

1 消突效果驗證

掘進過程中，共校檢 275次，鉆孔瓦斯涌出初速度q值2.12～6.3L/min，平均值3.04L/min，其中q值出現5次超標現象；鉆屑量S值3.2～7.26kg/m，平均值3.99kg/m，其中S 值出現6次超標現象。集中分布在巷道 700～900m 附近，原因是該段煤層處于構造帶，1條逆斷層、6條正斷層，煤體松軟，煤層層理紊亂。回風流瓦斯濃度0.05%～0.96%，出現5次瓦斯高值（>0.8%），未出現瓦斯超限，應延長抽放時間，加強防突措施。掘進過程中，共校檢49次，鉆孔瓦斯涌出初速度q值2.03～3.60L/min，平均值2.75L/min，鉆屑量S值3.3～5.2kg/m，平均值4.21kg/m，未出現效檢超標現象。

2 消突效果評價

（1）12061風巷鉆孔工程量：設計鉆孔539個，施工到巷道200～300m范圍內個別鉆孔出現噴孔、夾鉆等異常現象，又補打12個鉆孔，實際共施工鉆孔551個，所用鉆孔深度均大于65m，合計鉆孔深度35935m。

（2）12061中間煤巷上幫鉆孔工程量：設計鉆孔538個，施工到巷道260～300m、580～660m、720～910m范圍內個別鉆孔出現噴孔、夾鉆、響煤炮等異常現象，對異常區域補打鉆孔18個，實際共施工556個，所用鉆孔深度均大于65m，合計鉆孔深度36271m。

（3）12061中間煤巷下幫鉆孔工程量：設計鉆孔538個，施工到巷道550～610m、800～870m范圍內個別鉆孔出現噴孔、夾鉆、響煤炮等異常現象，對異常區域補打鉆孔10個，實際共施工548個，所用鉆孔深度均大于70m，合計鉆孔深度38661m。

（4）12061機巷鉆孔工程量：設計鉆孔550個，施工到巷道750～870m范圍內個別鉆孔出現噴孔、夾鉆、響煤炮等異常現象，對異常區域補打鉆孔12個，實際共施工562個，所用鉆孔深度均大于70m，合計鉆孔深度39850m。

綜上所述，12061采面回采區域共施工本煤層順層鉆孔2217個，總鉆孔量150717m，噸煤鉆孔量0.23m/t，控制工作面整個回采區域范圍。

3 封孔工藝及方法

（1）封孔工藝：采用FKSW型專用封孔器，依靠注漿泵壓力把水灰比為1：1.2的水泥漿液壓入注漿管及兩端囊袋中，囊袋迅速膨脹，先將兩端進行封閉；當壓力達到2.5MPa時，注漿管中間爆破閥爆破，再將鉆孔兩個囊袋中間的部分充滿，進而實現多層密封，進行瓦斯抽采。

（2）封孔方法：由外向里依次下入一根長度為8m并套有專用封孔器的聚乙烯封孔管，一根2m長的PVC實管，12m段PVC篩管（Ф50mm）。

4 結論

（1）12061工作面采取底板巷穿層鉆孔預抽條帶煤層瓦斯方式，預抽率均達到30%以上，區域效檢鉆孔施工過程順利，不存在“夾、頂、噴”動力現象，區域效檢殘余瓦斯含量指標均小于8 m3/t，煤巷掘進期間，采用復合指標法驗證切眼無突出危險性，中間煤巷和機巷基本消除突出危險性，只有個別構造帶等出現突出危險點，采取補孔延長抽放等加強措施。

（2）12061工作面采取順層鉆孔預抽回采區域煤層瓦斯方式，預抽率達到41.9%，通過實區域效檢殘存瓦斯含量為3.4～7.32m3/t，低于臨界值8m3/t，驗證了順層鉆孔消除了回采區域煤層的突出危險性。

參考文獻

[1]國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程[M].北京：煤炭工業出版社，2011.

[2]國家安全生產監督管理總局.防治煤與瓦斯突出規定[M].北京：煤炭工業出版社，2009.