某礦井西部14下山采區(qū)瓦斯治理措施

摘要：本文研究了礦區(qū)的地質(zhì)地層條件以及與煤與瓦斯突出相關(guān)的地質(zhì)因素。提出礦井生產(chǎn)中煤與瓦斯突出防治的原則和方法，闡述了工作面煤與瓦斯突出的防治措施，為煤礦安全生產(chǎn)提供相應(yīng)的理論依據(jù)和合理建議。

關(guān)鍵詞：瓦斯 治理措施 煤與瓦斯突出

煤礦瓦斯災(zāi)害治理的重點是工作面瓦斯治理。筆者依據(jù)礦井開采地質(zhì)條件和瓦斯地質(zhì)參數(shù)提出適合本礦區(qū)工作面瓦斯治理的措施。

1 工作面瓦斯治理的原則和依據(jù)

1.1 瓦斯治理的原則 瓦斯治理的首要原則是合法性原則，必須嚴格的按照相關(guān)的規(guī)章制度和技術(shù)標(biāo)準制定治理措施。主要依據(jù)有《礦山安全法》、《礦山安全法實施條理》、《煤礦安全規(guī)程》和相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準等。

其次是安全優(yōu)先原則。在制定安全技術(shù)措施時需要考慮兩個方面，一個是安全性，另一個是經(jīng)濟合理性，但是當(dāng)兩者出現(xiàn)矛盾的時候，必須遵守安全有限原則。

1.2 瓦斯治理的技術(shù)依據(jù) 瓦斯參數(shù)和工作面地質(zhì)條件是瓦斯災(zāi)害治理的重要技術(shù)依據(jù)。

①煤層瓦斯壓力是開展煤與瓦斯突出區(qū)域研究的基本參數(shù)之一。通過計算得出結(jié)果，從計算結(jié)果可以看出，井田西部、東部的瓦斯壓力比較高從0.86MPa到1.00MPa之間，中部較低0.28MPa，單從瓦斯壓力來看中部車場附近瓦斯壓力比非常低，不具備發(fā)生瓦斯突出的基本條件。②綜合指標(biāo)D值也是開展煤與瓦斯突出區(qū)域研究的基本參數(shù)。K值遠遠超過《細則》規(guī)定的臨界值（K≥20）。這說明，用K值作為瓦斯突出區(qū)域預(yù)測的指標(biāo)是不敏感的，意義不大，應(yīng)該用D值代替。

當(dāng)D大于0.25時具有突出危險性，其計算公式如下：

D=[（0.0075H/f）-3]（P-0.74）

式中：D——煤層突出危險性綜合指標(biāo)；

K——煤的突出危險性綜合指標(biāo)；

P——煤層瓦斯壓力，MPa；

H——開采深度，m。

依據(jù)地質(zhì)勘探期間獲得的瓦斯含量和實際測定的瓦斯吸附參數(shù)，計算出各瓦斯區(qū)域的綜合指標(biāo)D（為礦井經(jīng)驗值）。根據(jù)計算結(jié)果，得出14下山采區(qū)、西部未開采區(qū)深部和二水平具有突出危險性。

2 本煤層西部14采區(qū)瓦斯抽放評價

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條和《礦井瓦斯抽放管理規(guī)程》第9條規(guī)定，1個掘進工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)。同時，《礦井瓦斯抽放管理規(guī)定》第11條還規(guī)定，新建瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，必須進行可行性論證。本節(jié)根據(jù)實際測定的煤層瓦斯參數(shù)和前述兩個法規(guī)的要求，對本煤層瓦斯抽放進行可行性評價。

《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第19條規(guī)定，對未卸壓的原始煤層，瓦斯抽放的難易程度劃分為容易抽放、可以抽放、較難抽放三類；鉆孔流量衰減系數(shù)（d-1）分別是：<0.003、0.003-0.05、>0.05；煤層透氣性系數(shù)（m2/MPa2·d）：>10、10-0.1、<0.1。

根據(jù)地質(zhì)情況和礦井生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)，得出煤層透氣系數(shù)為3.7m2/MPa2·d，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.035，是屬于可以抽放的煤層。

根據(jù)以上結(jié)論在生產(chǎn)中對西部14采區(qū)瓦斯抽放評價采用超長鉆孔進行瓦斯預(yù)抽放。14采區(qū)在瓦斯突出危險帶內(nèi)，在巷道掘進中。工作面瓦斯涌出量一般在3.4-5.7m3/min，平均為4.55m3/min，最高為6.3m3/min。煤層透氣系數(shù)為3.4m2/MPa2·d，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.026d-1，是屬于可以抽放的煤層。鉆場、鉆孔布置情況：在巷道掘進的同時，在巷道兩幫布置鉆場，鉆場成交替邁步布置，沿巷道掘進方向施工鉆孔，每個鉆場布置4-6個鉆孔，施工鉆孔要求與掘進巷道中線成3～7°的夾角，鉆孔終孔位置距巷幫4-12m，鉆孔開孔位置距巷幫1-3m。鉆孔開孔口徑為西90mm，開孔深度為3.5m，然后換成口徑為73mm至終孔，孔深為35m。根據(jù)鉆孔進尺情況布置對幫第二鉆場，交替邁步，以控制掘進工作面巷道兩幫瓦斯涌出量，避免掘進過程中煤與瓦斯突出。

采取超長鉆孔進行瓦斯預(yù)抽放后，根據(jù)鉆孔跟蹤資料表明瓦斯壓力降至0.67Mpa以下不再具有突出危險性。

3 回采工作面和采空區(qū)瓦斯治理

根據(jù)此礦回采面和采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律和相應(yīng)的煤層條件，提出采用頂板走向鉆孔抽放瓦斯的方法。在回采工作面風(fēng)巷的下幫頂板距煤層法距3～5m布置鉆場，每個鉆場施工鉆孔4個，鉆孔打在距煤層法距12～15m的頂板內(nèi)。抽放流向工作面上隅角的瓦斯和采空區(qū)或來自于鄰近層的卸壓瓦斯。根據(jù)開采地質(zhì)條件，采用如下主要工藝參數(shù)。鉆孔直徑110mm，孔深110m，孔數(shù)4個，鉆場間距90m，壓茬20m，封孔材料-聚氨酯，主管-273mm鋼管。

采取以上措施后對部分采區(qū)進行觀察，煤與瓦斯突出危險程度明顯降低，如對第11采區(qū)的觀測表明防突效果十分明顯，瓦斯壓力均降至0.42Mpa以下。

4 結(jié)論

在14下山采區(qū)、西部未開采區(qū)深部和二水平具有突出危險性地區(qū)開采設(shè)計時，掘進面可采用超長鉆孔進行瓦斯預(yù)抽放、回采工作面采用頂板走向鉆孔的方法。同時應(yīng)及時實際測定有關(guān)突出參數(shù)，進一步確定突出危險性。

參考文獻：

[1]焦作礦業(yè)學(xué)院地質(zhì)研究室.瓦斯地質(zhì)概論[M].煤炭工業(yè)出版社，1990.8

[2]中國礦業(yè)學(xué)院瓦斯組.煤與瓦斯突出的防治[M].煤炭工業(yè)出版社，1979.

作者簡介：林劉軍（1983-），男，河南安陽人，系團總支書記，助理講師，研究方向：地質(zhì)工程。