官地礦中六采區(qū)2＃煤層瓦斯綜合治理技術(shù)研究

李 健

（西山煤電集團(tuán)公司，山西省太原市，030053）

官地礦中六采區(qū)2＃煤層瓦斯綜合治理技術(shù)研究

李 健

（西山煤電集團(tuán)公司，山西省太原市，030053）

針對(duì)煤層瓦斯含量逐漸增高，礦井瓦斯涌出量逐漸增大的情況，官地礦以中六采區(qū)2＃煤層22607工作面為試點(diǎn)，采取本煤層預(yù)抽、上鄰近層裂隙帶抽放、底抽巷卸壓截抽3＃煤層瓦斯和采空區(qū)插管抽采4種方案聯(lián)合進(jìn)行抽采，有效控制了工作面上隅角及工作面瓦斯的涌出。

瓦斯綜合治理 本煤層抽放 裂隙帶抽放 底抽巷抽放 采空區(qū)抽放

西山煤電集團(tuán)公司官地礦是一座國(guó)有大型礦井，具有50余年的開(kāi)采歷史。隨著礦井開(kāi)拓水平的延伸，特別是近幾年來(lái)隨著開(kāi)采深度的增加，煤層瓦斯含量逐漸增高，礦井瓦斯涌出量逐漸增大，從而使煤礦安全生產(chǎn)與瓦斯治理之間的矛盾進(jìn)一步加大，嚴(yán)重地威脅著煤礦的安全高效生產(chǎn)，瓦斯問(wèn)題已成為制約官地礦安全高效生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的主要因素。

1 2＃煤層和3＃煤層瓦斯現(xiàn)狀

官地礦作為高瓦斯礦井，煤層瓦斯含量隨煤層、區(qū)域的不同，差異很大。目前開(kāi)采的中六采區(qū)2＃煤層瓦斯壓力為0.36 MPa，瓦斯含量5.71 m3／t，殘存瓦斯含量1.99 m3／t，絕對(duì)涌出量18 m3／min，孔隙率3.41%，煤層透氣性系數(shù)0.61527 m2／MPa2·d，百米鉆孔瓦斯流量0.0529 m3／min·hm，衰減系數(shù)0.017108／d，煤塵爆炸指數(shù)16.69%。未開(kāi)采的3＃煤層瓦斯壓力0.58 MPa，瓦斯含量6.94 m3／t，殘存瓦斯含量1.94 m3／t，孔隙率4.24%，煤層透氣性系數(shù)3.16429 m2／MPa2·d，百米鉆孔瓦斯流量0.0433 m3／min·hm，衰減系數(shù)0.007433／d，爆炸指數(shù)17.27%。

因此2＃煤層工作面回采時(shí)上下鄰近層的瓦斯對(duì)其影響非常大，尤其3＃煤層的瓦斯占到工作面瓦斯涌出量的50%以上，是制約官地礦瓦斯治理的瓶頸，因此在2＃煤層開(kāi)采的同時(shí)，不得不重點(diǎn)考慮鄰近3＃煤層的瓦斯治理。

2 中六采區(qū)2＃煤層綜合治理技術(shù)方案

以中六采區(qū)2＃煤層22607工作面為試點(diǎn)，工作面采用副巷進(jìn)風(fēng)，正巷回風(fēng)的一進(jìn)一回的 “U”型通風(fēng)系統(tǒng)，預(yù)計(jì)22607工作面瓦斯絕對(duì)涌出量在20 m3／min左右。22607工作面瓦斯主要來(lái)源于本煤層和鄰近3＃煤層，故2＃煤層采取本煤層預(yù)抽、上鄰近層裂隙帶抽放、底抽巷卸壓截抽3＃煤層瓦斯和采空區(qū)插管抽采4種方案聯(lián)合進(jìn)行抽采。

2.1 本煤層抽放

在22607工作面停采線5 m以里的正巷內(nèi)密集平行布置鉆孔，沿工作面傾向打順層水平鉆孔進(jìn)入工作面本煤層。所有鉆孔均垂直于煤壁施工，開(kāi)孔位置距巷道底板1～1.2 m。鉆孔傾角7.5°～10°。由于工作面傾向長(zhǎng)220 m，故鉆孔長(zhǎng)度全部為200 m。鉆孔開(kāi)孔直徑153 mm、終孔直徑為113 mm、擴(kuò)孔10 m。鉆孔間距確定為3 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體條件和安設(shè)鉆機(jī)處的頂板情況確定鉆孔位置。22607工作面走向長(zhǎng)810 m，可采長(zhǎng)度770 m，共設(shè)計(jì)施工253個(gè)鉆孔，合計(jì)進(jìn)尺50600 m，煤鉆孔進(jìn)尺0.096 m／t。因2＃煤層透氣性較差，根據(jù)2＃煤層瓦斯預(yù)抽情況，預(yù)抽率為10%。

22607工作面的預(yù)抽時(shí)間12個(gè)月，回采時(shí)本煤層抽采量會(huì)下降，且隨著工作面的不斷推進(jìn)，鉆孔數(shù)量也在不斷減少，抽放量下降。所以其回采時(shí)的抽放量預(yù)計(jì)為1 m3／min。

2.2 上鄰近層裂隙帶抽放

在與22607正巷相鄰的22609副巷內(nèi)垂直于工作面走向打鉆孔進(jìn)入22607工作面上鄰近層頂板高位裂隙帶。根據(jù)巖層情況結(jié)合鄰近22605工作面裂隙孔角度參數(shù)和抽放情況，22607工作面上鄰近層裂隙帶鉆孔終孔垂高取煤層厚度的12倍 （34～41.4 m）。鉆孔水平投影控制范圍至工作面20 m。根據(jù)工作面煤層厚度和傾角情況，可算出鉆孔深度為62～65 m，為了提高抽放效果，增加鉆孔在裂隙帶的長(zhǎng)度，鉆孔孔深全部為70 m。鉆孔開(kāi)孔直徑113 mm、終孔直徑為113 mm。抽放鉆孔間距確定為5 m，距風(fēng)管5 m側(cè)開(kāi)孔，沿頂板開(kāi)孔。共設(shè)計(jì)施工139個(gè)鉆孔，合計(jì)進(jìn)尺9730 m，所有鉆孔必須掛鉆孔編號(hào)牌。根據(jù)22605工作面上鄰近層裂隙帶的抽放情況，22607工作面上鄰近層裂隙帶瓦斯抽放量預(yù)計(jì)為8 m3／min。

2.3 22607底抽巷抽放

在與22607工作面正巷相鄰的22609工作面副巷內(nèi)錯(cuò)20 m布置3＃煤層底抽巷，與22609副巷貫通，形成全負(fù)壓系統(tǒng)。在底抽巷內(nèi)兩側(cè)，密集平行布置鉆孔，在3＃煤層中施工順層水平鉆孔，采前預(yù)抽3＃煤層瓦斯，22607工作面推過(guò)后，抽采3＃煤層的卸壓瓦斯。

按照本煤層瓦斯預(yù)抽的方法，所有鉆孔均垂直于煤壁施工。開(kāi)孔位置距巷道底板1～1.2 m。鉆孔傾角取20°～70°。鉆孔長(zhǎng)度定為200 m。鉆孔開(kāi)孔直徑153 mm、終孔直徑為113 mm、擴(kuò)孔10m。鉆孔間距確定為10 m。底抽巷走向長(zhǎng)700 m，共設(shè)計(jì)施工136個(gè)鉆孔，合計(jì)進(jìn)尺27200 m。3＃煤層底抽巷在回采過(guò)程中抽放卸壓瓦斯，抽采量預(yù)計(jì)為2 m3／min。

2.4 采空區(qū)移動(dòng)插管抽放

利用ZWY-260／315-G型移動(dòng)式抽放泵和直徑355 mm PE抽放管構(gòu)成移動(dòng)抽采系統(tǒng)，在工作面后部風(fēng)管內(nèi)埋設(shè)355 mm PE管，對(duì)采空區(qū)瓦斯進(jìn)行大流量抽采，管路系統(tǒng)同時(shí)連接抽采的埋管不超過(guò)3個(gè)，抽采濃度大于3%時(shí)，瓦斯排入采區(qū)回風(fēng)巷排出地面。移動(dòng)泵采空區(qū)抽放瓦斯量為2 m3／min。

3 中六采區(qū)2＃煤層綜合治理結(jié)果

通過(guò)以上4種抽放方法結(jié)合使用，有效控制了2＃煤層22607回采工作面上隅角及工作面的瓦斯涌出，根據(jù)官地礦煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定報(bào)告，治理后的2＃煤層瓦斯壓力0.18 MPa，瓦斯含量2.96 m3／t。3＃煤層瓦斯壓力0.3 MPa，瓦斯含量3.78 m3／t。有效地治理了工作面瓦斯，進(jìn)一步解放了生產(chǎn)力，提高了單產(chǎn)水平，確保工作面安全生產(chǎn)；為近距離煤層聯(lián)合治理瓦斯積累了經(jīng)驗(yàn)，提供了技術(shù)保障；瓦斯是一種清潔能源，提高抽采率、抽采濃度、抽采量，為瓦斯的利用提供保證，確保了綜采工作面安全高效生產(chǎn)。

［1］國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2009

［2］徐嚴(yán)軍，張守寶.極近距離煤層開(kāi)采的瓦斯分源治理技術(shù) ［J］.中國(guó)煤炭，2012（12）

［3］王志亮，陳善文等.孔莊礦7354工作面上隅角瓦斯治理模式研究 ［J］.中國(guó)煤炭，2012（11）

Research on comprehensive control on gas in No.2 coal seam of middle sixth mining area in Guandi Coal Mine

Li Jian
（Xishan Coal Electricity Group Co.，Ltd.，Taiyuan，Shanxi 030053，China）

Aimed at the rised gas content and gas emission，the No.22607 mining face in No.2 coal seam of middle sixth mining area in Guandi Coal Mine was taken as a pilot project of gas control.The comprehensive drainage measures，such as pre-drainage in mined seam，drainage in fissure zone in above adjacent seam，drainage in bed plate tunnel of No.3 coal seam by pressure release and drainage in goaf，has effectively controlled the gas emission at the mining face and the upper corner.

comprehensive control on gas，drainage in mined seam，drainage in fissure zone，drainage in bed plate tunnel，drainage in goaf

TD712.6

A

李健 （1968-），男，1991年畢業(yè)于山西礦院，高級(jí)工程師，主要從事煤礦管理方面的工作。

（責(zé)任編輯 張艷華）