突出礦井的非突出區(qū)域瓦斯治理方法優(yōu)化

武立

摘 要：雙柳煤礦屬于煤與瓦斯突出礦井，通過多年的瓦斯治理研究總結(jié)已經(jīng)形成了一套比較成熟的瓦斯治理方法，但隨著礦井開采條件的變化，在近年來的瓦斯治理過程發(fā)現(xiàn)在非突出區(qū)域中的采煤工作面抽采量大而濃度不高，因此需要對非突出區(qū)域回采工作面瓦斯治理方法進行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：突出礦井;瓦斯治理;采煤工作面;抽采量;優(yōu)化

汾西礦業(yè)集團雙柳煤礦于2018年正式升級為煤與瓦斯突出礦井，隨著礦井采掘工作的不斷進行，瓦斯賦存及地質(zhì)情況也在相應(yīng)的變化，在雙柳煤礦非突出區(qū)域瓦斯治理過程中，發(fā)現(xiàn)目前采煤工作面瓦斯抽采濃度不高，經(jīng)過初步分析，得出的結(jié)論是回采工作面瓦斯治理存在一些浪費，因此需要對非突出區(qū)域瓦斯治理方法進行優(yōu)化，達到采煤工作面瓦斯“治得住，治得省”的目標(biāo)。

1 礦井瓦斯地質(zhì)概況

1.1 鑒定及區(qū)劃情況

2017年雙柳煤礦委托中國礦業(yè)大學(xué)對礦4（3+4）號煤層進行區(qū)域突出危險性預(yù)測，預(yù)測結(jié)論為：雙柳煤礦4（3+4）號煤層標(biāo)高+430m以淺區(qū)域為無突出危險區(qū)，標(biāo)高+430m及標(biāo)高+430m以深區(qū)域為突出危險區(qū)。雙柳煤礦二采區(qū)位于非突出區(qū)域。

1.2 瓦斯來源情況

雙柳煤礦二采區(qū)為低瓦斯賦存區(qū)域，地質(zhì)條件較好。瓦斯來源主要有以下三部分：

1.2.1 本煤層瓦斯涌出

我礦所采二疊系下統(tǒng)山西組下段頂部煤層（3+4）#合并層，煤體松，透氣性極好，不利瓦斯儲存。本煤層瓦斯涌出量約占工作面總涌出量的48%左右，是主要瓦斯涌出之一，根據(jù)治理瓦斯的分源治理原則，需進行瓦斯抽采工作。

1.2.2 圍巖瓦斯涌出

因我礦煤層頂?shù)装宥酁樯百|(zhì)泥巖，孔隙、裂隙相當(dāng)發(fā)育，成煤時期瓦斯儲存較多，在回采過程中，隨著老頂周期來壓，其中瓦斯一部分升至裂隙帶，一部分隨采空區(qū)漏風(fēng)帶到工作面，直接影響工作面和上隅角瓦斯?jié)舛龋s占總涌出量的27%，為主要瓦斯涌出之一。

1.2.3 鄰近層瓦斯涌出

下鄰近煤層離本開采層距離較大（約80余m），對本開采層瓦斯涌出無影響;上鄰近2#煤層距本煤層約12m，開采后隨頂板垮落，應(yīng)力重新分配后主要涌向采空區(qū)，約占總涌出量的25%，為主要瓦斯涌出之一。

2 瓦斯治理情況分析

2.1 原有回采面瓦斯治理方法

二采區(qū)回采工作面瓦斯治理方法為運巷鉆場裂隙孔+本煤層抽采，以23（4）15回采工作面為例進行說明：23（4）15工作面回采期間在運巷每個鉆場內(nèi)共計施工13個鉆孔，在鉆場南側(cè)幫布置上下兩排各4個裂隙帶鉆孔，鉆場內(nèi)西南角布置2個裂隙帶鉆孔，西側(cè)幫布置3個斜向本煤層鉆孔，孔徑75mm，平均孔深110m，鉆孔間距600mm。開孔直徑89mm，打5m后換用75mm鉆頭，孔徑75mm。第一鉆場鉆孔垂直距離伸入工作面10m，往后從第二鉆場開始，每個鉆場內(nèi)鉆孔均垂直距離伸入前一鉆場30-40m。1#-10#孔水平距離控制在工作面切割巷10-80m的范圍內(nèi)，1#-4#鉆孔終孔高度控制在19-24m內(nèi);4#-8#終孔高度控制在24-35m內(nèi)，9#孔、10#孔終孔高度控制在35-40m，11#-13#號本煤層孔水平距離控制在工作面70-88m的范圍內(nèi)，鉆場鉆孔參數(shù)在施工過程中具體確定。這樣既保證首個鉆場及鉆孔能夠在工作面初采發(fā)揮最大作用，又能保證相鄰鉆場的裂隙帶鉆孔能夠合理接替。2018年11月對23（4）15工作面25#、26#、27#鉆場進行了數(shù)據(jù)收集整理，具體數(shù)據(jù)見下表。

2.2 存在問題

在23（4）15工作面回采期間實測瓦斯抽采參數(shù)不太理想，抽采量大、抽采濃度較低，經(jīng)過分析得知造成這種結(jié)果的原因是抽采能力過剩。鑒于此種情況，我礦計劃在23（4）13工作面對抽采方法進行優(yōu)化，核減部分鉆孔數(shù)量，調(diào)整鉆孔參數(shù)來從根本上解決抽采能力過剩的問題。

3 回采面瓦斯治理方法優(yōu)化

在低瓦斯賦存區(qū)域的23（4）13工作面運巷施工9個專用鉆場（鉆場尺寸：長*寬*高4500mm*4000mm* 3500mm），1#、2#、3#試驗鉆場施工10個鉆孔;4#、5#、6#試驗鉆場施工8個鉆孔。在回采期間，定期觀測23（4）13工作面配風(fēng)量、上隅角瓦斯、回風(fēng)流瓦斯及裂隙短鉆孔瓦斯抽采參數(shù)，并將測定數(shù)據(jù)登記臺賬，以便查取。同時分段對單個鉆場所測得數(shù)據(jù)進行比較、分析、總結(jié)。待6個專用鉆場鉆孔均使用完畢后，綜合分析6個鉆場鉆孔抽采相關(guān)參數(shù)，初步得出低瓦斯賦存區(qū)域裂隙短鉆孔有效抽采鉆孔數(shù)量。

4 優(yōu)化效果分析

在23（4）13工作面回采期間定期對抽采參數(shù)進行了收集整理，詳細(xì)參數(shù)見下表。

從上表可以看出，在鉆孔數(shù)量逐步優(yōu)化過程中，抽采濃度有了明顯提高，同時工作面瓦斯參數(shù)均正常，可以滿足工作面正常回采需求。

5 結(jié)論

本文通過對優(yōu)化前后瓦斯抽采效果進行對比，得出此次優(yōu)化效果明顯，實現(xiàn)了回采面瓦斯治理“治得住，治得省”的目標(biāo)，為雙柳煤礦節(jié)約了資金，減少了鉆孔工程量，縮短了鉆孔施工工期，為雙柳煤礦正常抽、掘、采銜接提供了有力保障。

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