底抽巷瓦斯抽采技術應用及效果分析

段培磊

（大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司焦家寨煤礦，山西 原平034114）

瓦斯抽取采集技術的引用可以使得礦井風流之中的瓦斯含量大大降低，有效地減少由于瓦斯含量突出引發瓦斯事故產生的可能。在當下我國煤炭項目工程開采進程之中，巷道瓦斯抽取采集技術已經成為了一道不可缺少的工藝技術，在煤礦開發工作之中有著十分重要的位置。巷道瓦斯抽取采集技術的引入，大大增長了煤層開采的強度和力度，在以往煤層開采進程之中出現的瓦斯大量涌出的現象問題也得到了高效解決和處理，從而使得瓦斯的抽采效率以及抽放數量得到大大增長，高效推進了底抽巷抽采項目的工作進程，并取得了極大成效。

1 瓦斯涌出量增加機理

在煤炭項目工程的實際開采開發進程之中，伴隨著工程項目進度的不停挺進，順著煤層區底部方向的壓力愈加增強，呈現著壓力增長的趨勢，煤巖體呈現出了壓縮的形態。而處在采空區下端位置底板壓力逐步降低，呈現出壓力越來越小的趨勢，煤巖體呈現為膨脹的形態。此時，在工作面的延展工作開展進程之中，煤巖體的行進方向呈現出了壓縮—膨脹—壓實的區域。在膨脹部分與壓實部分交界之處，煤巖體的壓力不停地增長。在此種狀況之下，極易出現變形以及剪切的現象，甚至可能會出現剪切破損的狀況。處在膨脹部位的煤巖體極有可能會出現斷裂、破碎等狀況。在煤層開采開發工作的開展進程之中，煤層區底部的形態不停的產生著變化，與之相鄰的周邊的巖層也經受到了不同力度上的影響，從而造成了裂縫帶的形成。此時，與煤層相鄰的周邊的煤層承受壓力的形態也產生了巨大的改變。以往狀態下需要承受整個上段地層的壓力，變換成為單一的承受著開采地層的壓力，煤層的自身質量得到了極大程度上的減弱。在一定范疇之內的煤層也出現了一定的形態變化，煤層壓力卸減地帶也逐步形成。在煤層卸壓帶與裂縫帶的雙重作用之下，煤層中的通風狀況受到了明顯改變，煤層的透氣性也得到了極大增長，從而使得煤層下段中的瓦斯吸收分解動態穩定平衡逐步被破壞。并且，為煤層下段中的瓦斯向上涌動提供了更加方便、便利的通道。

2 底抽巷瓦斯抽采技術應用

2.1 某煤層項目概況

本研究聯合到了實際的煤礦開采項目，保障實驗研究結果更加科學有效。山西省是我國煤炭第一大省，此研究就是選取的處在山西省某個小鄉鎮的礦業。此煤田自東向西大約是5.5 km，自南向北大約是4 km，囊括了19.862 5 km3的范疇，低下礦物質貯藏量為2.8億t，可以開發的礦產量大概為2.0億t，可以開展煤礦開采開發工作的煤層為2號、4號、5號、6號、8號、9號。此工程項目將煤礦的開發施工分為了+760 m和+680 m兩個水平來開展工作，其中煤層2號、4號、5號為上組煤，煤層6號、8號、9號為下組煤。在當下的工作開展進程之中，主要是對+760 m水平之中的2號號煤層展開煤礦開發工作，其他煤層暫時沒有開展煤礦開采開發工作。煤礦的礦井是屬于高瓦斯礦井的一種，此類礦井的瓦斯涌出量大概為每分鐘55.10 m3，二氧化碳的涌出量大概為每噸4.94 m3。此外，煤礦區之中的塵土具備著極大的爆炸隱患，煤層區2號的易燃易爆等級為Ⅱ級，正常狀態下的用水量為每小時20 m3，用水量最大不會超過每小時30 m3。

2.2 底抽巷瓦斯抽采技術應用

把工作面3215作為實驗研究對象，工作面3215大概處在三個采礦區的北面，東面的工作面的開采工作已經大致完成，工作面3215是順著煤層區2號的煤層頂板逐步開展進行的，煤層區2號的中心層區距離煤層區4號大概有3 m，煤層的厚度大致保持在1.7～3.0 m之間，煤層中的極大部分是中厚程度，具備極強的穩定性，其內部的結構相對來說較為單一簡單，包含著一層夾矸，煤層之中的大部分地方區域都是符合煤礦開發施工規范條例的，煤層的傾斜角度大致在2°～10°之間；煤層傾斜面的長度大概為190 m，可以開發的煤礦貯存儲量為0.859 Mt，將所得的實驗計算數據信息與煤礦實際的施工現場向聯合，現行測算計量出此煤礦工程中煤層的瓦斯涌出量為每分鐘40.3 m3。在工作面3215的實際施工開采進程之中，順著毗鄰的煤層區6號挖掘推進，在底抽巷設立安置鉆場，接著在鉆場內部位置開展鉆孔工作，并在煤層區4號預先開展瓦斯抽取采集工作，煤層區6號總共挖掘推進700 m。

3 底抽巷瓦斯抽采技術的應用效果

3.1 底抽巷抽取開采

順著煤層區6號挖掘挺進700 m，在工作面3215的前端安放設立一個瓦斯抽取采集安置點。在最初的瓦斯抽取開采進程之中，不能遇見底抽巷。而隨著抽取開采深度的不停增長，逐步開采抽取到了底抽巷層之中，然后在煤層區6號之中每間隔60 m安放設立一個鉆場，并在每個鉆場之中鉆出10個鉆孔，保障瓦斯的預先抽取采集工作可以更加順利便捷地開展和推進。

3.2 抽取開采成效

在底抽巷鉆孔工作沒有得到施工開展之前，瓦斯抽取采集的支管濃度大致在13%～17%之間，平均瓦斯抽取采集的規范標準量大概在每分鐘2～3 m3之間；在底抽巷鉆孔工作得到施工展開之后，鉆孔和工作面3215實現鏈接，瓦斯抽取采集支管的濃度會產生明顯的上升，支管的濃度范疇轉變為30%～40%之間，平均過后的瓦斯抽取采集規范標準量將會升高至每分鐘8.13～8.37 m3，瓦斯抽取采集量最大可能會達至每分鐘9.36 m3。針對單一鉆孔的瓦斯抽取采集濃度測算計量可以得出，單孔的瓦斯濃度在70%～80%之間。由此可以發現，鉆孔鏈接對瓦斯濃度管控有著十分顯著的成效。

3.3 局部瓦斯的濃度變化

在底抽巷和工作面3215實現銜接聯系之后，兩個毗鄰的煤層區之中的瓦斯涌出量也將會實現明顯的管控治理成效，并且，底抽巷底板呈現的氣泡狀況也將不會再涌現，瓦斯的濃度也會逐步下調至2%上下，呈現出顯著的下降趨勢。在煤層區4號之中曾經留存的瓦斯噴涌、涌出量飆高的狀況也會得到顯著改變。在工作面3215之中，回風巷以及采空區之中的瓦斯濃度也會下調至0.5%，甚至更低，呈現出十分明顯的下降狀態，從而保障了工作面的安全穩定以及良好的通風狀況。使用成效顯著的穿層鉆孔的辦法，使工作面3215下部的煤層區之中的瓦斯會得到高效阻截，瓦斯抽取采集數量以及工作效率也會有著十分顯眼的增長。經過試驗研究以及數據計量測算之后可以發現，在底抽巷和工作面3215的鏈接工作完成之后，瓦斯的抽取采集量增長到了每分鐘16 m3上下，抽采率也增長至66%。在開展鉆孔工作的同時，對工作面3215下部的煤層區的瓦斯實時展開瓦斯預先抽取采集工作，能夠保障開采區的總瓦斯涌出量大大降低。

3.4 瓦斯抽取開采成效評判估算

在工作面3215的瓦斯抽取采集工作開展進程之中，總共用時1 613 d，完成了針對上下煤層區開展的瓦斯預先抽取采集工作。采用了底抽巷和其他辦法相聯合的工作形式，使得工作面3215之中的煤層區2號的參與量極值達到了每噸3.15 m3，最高殘壓值達到了0.27 MPa，保障了每個測算點之中的殘壓值都符合了設計規范標準，最后可以得出，工作面3215的瓦斯預先抽取采集成效符合有關設計規范標準。

4 結語

本研究以處在山西省某個鄉鎮之中的煤區為例，對煤區的工作面3215之中采用的底抽巷抽采技術展開研究和探討，針對其抽采技術及成效展開深入的探析和整理，可以得出，底抽巷抽采技術的引入可以使得煤層區4號的瓦斯涌出量大大減少，工作面3215的安全程度大大增長，從而保障了煤業的生產開采更加安全穩定。