淺談安林煤礦瓦斯治理方法研究及應(yīng)用

楊雙生

摘要：本文針對(duì)河南安林煤業(yè)公司瓦斯提出治理的方法，對(duì)區(qū)域防突工作和局部綜合防突提出了幾種抽采瓦斯的方案，并結(jié)合礦井的實(shí)際情況進(jìn)行了落實(shí)，使瓦斯防治工作得到了進(jìn)步。

關(guān)鍵詞： 瓦斯 治理防治抽采

1. 礦井概況

河南安林煤業(yè)為河南省地方國有煤礦，礦井采用斜井開拓二1煤層?，F(xiàn)井下有一采區(qū)、三采區(qū)、六采區(qū)、八采區(qū)和八采區(qū)下部延伸段五個(gè)采區(qū)，采煤方法為走向長(zhǎng)壁傾斜分層后退式采煤法，采煤工藝為打眼放炮落煤，全部采用陷落法管理頂板，中央并列式通風(fēng)。開采范圍內(nèi)煤層主要為無煙煤，受巖漿巖侵入影響，在礦區(qū)北西部（六采區(qū)）發(fā)育天然焦或天然半焦，在礦區(qū)中東部（八采區(qū)）局部發(fā)育天然焦或天然半焦。煤層較穩(wěn)定，厚0.95～12.03m、一般4～5m。結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，北部六采區(qū)巖漿巖侵入煤層嚴(yán)重，致使煤層增厚或變薄或分叉。煤層走向?yàn)?25°，傾向165°，傾角為5～25°，局部發(fā)育向斜、背斜構(gòu)造。煤層直接頂板較為泥巖和砂質(zhì)泥巖，老頂為中粒砂巖，偽頂為炭質(zhì)泥巖；直接底板為砂質(zhì)泥巖。

2. 礦井瓦斯情況

根據(jù)2010年礦井瓦斯進(jìn)鑒定：瓦斯相對(duì)涌出量7.33m3/t，瓦斯絕對(duì)涌出量4.73m3/min，為煤與瓦斯突出礦井。2012年6月，河南理工大學(xué)對(duì)三采區(qū)（復(fù)采）做了突出危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，所測(cè)堅(jiān)固性系數(shù)f值最大為1.09，多數(shù)在0.5以上，瓦斯放散初速度一般都在20以上，最大為32.0，最小15.0，瓦斯含量在1.91-6.39m3/t之間，最大值為6.39m3/t。依據(jù)實(shí)測(cè)三采區(qū)（復(fù)采）區(qū)域煤層瓦斯含量，間接測(cè)定三采區(qū)（復(fù)采）瓦斯壓力（絕對(duì)瓦斯壓力）在0.12-0.51MPa之間，相對(duì)瓦斯壓力最大值為0.41MPa，2012年4月，河南理工大學(xué)對(duì)六、八采區(qū)做了突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測(cè)研究，六采區(qū)所測(cè)堅(jiān)固性系數(shù)f值在0.59-0.79之間，八采區(qū)所測(cè)堅(jiān)固性系數(shù)f值在0.63-1.20之間，六采區(qū)所測(cè)瓦斯放散初速度ΔP在2.0-5.0之間，八采區(qū)所測(cè)瓦斯放散初速度ΔP在1.0-7.0之間，六采區(qū)二1煤層瓦斯含量在3.35-4.22m3/t之間，最大值為4.22m3/t，八采區(qū)二1煤層瓦斯含量在3.43-6.39m3/t之間最大為6.39m3/t。依據(jù)實(shí)測(cè)六、八采區(qū)煤層瓦斯含量，間接測(cè)定六采區(qū)瓦斯壓力（絕對(duì)瓦斯壓力）在0.20-0.33MPa之間，相對(duì)瓦斯壓力最大值為0.23MPa，八采區(qū)間接計(jì)算瓦斯壓力（絕對(duì)瓦斯壓力）在0.36-0.53MPa之間，相對(duì)瓦斯壓力最大值為0.43MPa。

3. 瓦斯防治技術(shù)方案

根據(jù)礦井《六、八采區(qū)區(qū)域危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)研究報(bào)告》、《三采區(qū)（復(fù)采）區(qū)域危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)研究報(bào)告》，礦井現(xiàn)開采的三個(gè)采區(qū)均為無突出危險(xiǎn)區(qū)。下一步區(qū)域防突工作重點(diǎn)主要在八采區(qū)下部延伸段、一采區(qū)。根據(jù)八采區(qū)下部延伸段、一采區(qū)瓦斯地質(zhì)條件，采面及其他煤巷掘進(jìn)工作面執(zhí)行區(qū)域防突措施主要采取順層、穿層預(yù)抽煤層瓦斯。在回采工作面順槽實(shí)施順層鉆孔預(yù)抽，在順槽沿煤層傾斜方向每隔2.5m布置一個(gè)順層抽放鉆孔，鉆孔深度70-90m。采煤工作面在傾斜方向的預(yù)抽控制范圍為傾斜向上70-90m，走向方向預(yù)抽控制范圍為全采面預(yù)抽，預(yù)抽時(shí)間為6個(gè)月，超前保護(hù)距為采煤工作面前方20m以上 先抽后掘。掘進(jìn)工作面預(yù)抽煤層瓦斯超前距為20m，順層預(yù)抽設(shè)計(jì)要求：抽放孔控制范圍為：巷道前方不小于60m、兩幫不小于15m，鉆孔呈扇形均勻布置，其孔徑75～100㎜，鉆孔施工結(jié)束后及時(shí)封孔接抽，封孔深度不低于8m，單孔抽放負(fù)壓不小于13KPa。

局部綜合防突措施是在采掘工作面實(shí)施區(qū)域防突措施后，經(jīng)區(qū)域驗(yàn)證局部地方仍有突出危險(xiǎn)時(shí)所采取的防突措施，按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，局部綜合防突措施包括工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、工作面防突措施、工作面措施效果檢驗(yàn)、安全防護(hù)措施。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，采煤工作面可采用的工作面防突措施有超前排放鉆孔、預(yù)抽瓦斯、注水濕潤煤體等防突措施。采煤工作面主要采用的工作面防突措施為超前排放鉆孔的防突措施。預(yù)測(cè)鉆孔大范圍超標(biāo)采取超前排放鉆孔防突措施的方法，采煤工作面在回采前，經(jīng)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)為有突出危險(xiǎn)時(shí)，且為大范圍超標(biāo)，則用防突鉆機(jī)從采面施工大直徑（75mm）的鉆孔進(jìn)行排放，鉆孔沿煤層傾斜設(shè)計(jì)兩排孔，呈三花眼方式布置，排間距0.5m，孔間距1.5m，孔深設(shè)計(jì)8m，排放半徑取0.75m，鉆孔施工從風(fēng)巷以下10m至機(jī)巷往上10m段均勻布置，如鉆孔內(nèi)瓦斯涌出大，則進(jìn)行連接抽放。在預(yù)測(cè)或檢驗(yàn)時(shí)，其中任何一項(xiàng)指標(biāo)單孔超標(biāo)，則在超標(biāo)鉆孔的附近實(shí)施超前排放鉆孔的防突措施，其控制范圍要求控制超標(biāo)鉆孔上8m、下5m（沿層面距離）范圍，孔深20m，孔間距1.0m，孔徑為89mm，排放半徑取0.75m，鉆孔開孔在煤層中間。在煤巷掘進(jìn)過程中，如果經(jīng)區(qū)域驗(yàn)證或工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)，則采取施工超前排放鉆孔的工作面防突措施，排放孔設(shè)計(jì)孔深8m，孔徑為75mm，排放半徑取0.75m，終孔間距1.5m，控制巷道兩幫8m范圍。

4.瓦斯治理方案的落實(shí)及效果

礦井成立瓦斯治理組織領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)，并抓好責(zé)任落實(shí)，構(gòu)建完善的瓦斯治理機(jī)構(gòu)和責(zé)任體系。建立專門的防突機(jī)構(gòu)，配備滿足需要的防突技術(shù)人員和瓦斯抽采隊(duì)伍，開展防突技術(shù)研究，制定礦井的防突措施。建立“一通三防”瓦斯治理責(zé)任體系。礦長(zhǎng)是瓦斯治理的第一責(zé)任人，總工程師對(duì)瓦斯治理負(fù)技術(shù)責(zé)任，負(fù)責(zé)組織制定治理方案和安全技術(shù)措施，負(fù)責(zé)資金的安排使用，安全礦長(zhǎng)對(duì)瓦斯治理工作負(fù)監(jiān)督檢查責(zé)任，其他副礦長(zhǎng)負(fù)責(zé)分管領(lǐng)域內(nèi)瓦斯治理方案、措施的落實(shí)。建立完善瓦斯治理的抽放工程、工作獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)機(jī)制，抽放考核獎(jiǎng)勵(lì)制度，瓦斯治理目標(biāo)考核獎(jiǎng)罰制度，礦井、采掘工作面抽采效果評(píng)價(jià)制度等，構(gòu)建瓦斯治理的獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)機(jī)制體系，通過層層的落實(shí)和治理對(duì)礦井的瓦斯起到一定的制約作用，2012年瓦斯抽采量達(dá)到20萬立方，瓦斯抽采鉆孔8000米?？刂屏送咚钩奘鹿实陌l(fā)生。通過落實(shí)“四位一體”局部防突技術(shù)及相應(yīng)措施實(shí)施以來，突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)較為精確，工作面防突效果明顯，通過實(shí)施超前排放消突鉆孔及瓦斯抽采鉆孔，未發(fā)生過煤與瓦斯突出現(xiàn)象，掘進(jìn)過程中回風(fēng)流瓦斯體積分?jǐn)?shù)由0.70%下降到0.2%以下突出危險(xiǎn)性徹底被消除，為井下掘進(jìn)工作提供了安全保證。