1927工作面瓦斯預(yù)抽效果及瓦斯治理評(píng)價(jià)

王少華

冀中能源股份有限公司顯德汪礦通風(fēng)區(qū)，河北沙河 054107

1 瓦斯治理

1.1 工作面抽放鉆孔施工情況

顯礦1927工作面位于九采區(qū)南部，其北部為已經(jīng)開采的1925工作面，南部尚未布置工作面，東至九運(yùn)下山，西至欒卸村莊煤柱。地面位置位于溫莊村西南約600m～1500m，欒卸村北東約300m～1300m。地面標(biāo)高+250m～+300m，工作面標(biāo)高-160m～-215m。該工作面走向長(zhǎng)956m，傾斜長(zhǎng)140m，工業(yè)儲(chǔ)量32.9萬噸，可采儲(chǔ)量31.3萬噸。

1927工作面接替1925工作面，位于該工作面下部，基本情況與該工作面類似。“U”型通風(fēng)方式，工作面為上行風(fēng)，采取風(fēng)排與抽放相結(jié)合的瓦斯治理方式。

參考1925工作面回采時(shí)生產(chǎn)情況，1927工作面回采期間工作面風(fēng)量保證在800m3/min以上。回采前通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整為上行風(fēng)，新風(fēng)經(jīng)副井—中央石門—九軌道下山、（九運(yùn)下山）—1927運(yùn)輸巷到達(dá)1927工作面，回風(fēng)流經(jīng)1927運(yùn)料巷直接進(jìn)入九采專用回風(fēng)巷，經(jīng)東風(fēng)井排出地面。

為滿足礦井瓦斯治理需求，構(gòu)建了井下移動(dòng)瓦斯抽放系統(tǒng)。1927工作面掘進(jìn)期間就在運(yùn)輸巷、運(yùn)料巷每40m施工一個(gè)鉆窩，每個(gè)鉆窩打9個(gè)鉆孔，進(jìn)行本煤層瓦斯抽放。

1927兩巷掘進(jìn)期間預(yù)抽兩巷本煤層瓦斯，泵站布置在九軌道坡頭，抽放瓦斯管網(wǎng)敷設(shè)路線如下：

九軌道（泵站）→九軌道下山→1927運(yùn)料巷

九軌道（泵站）→九軌道下山→九軌道三中→1927運(yùn)輸巷聯(lián)巷→1927運(yùn)輸巷

瓦斯排放路線：泵站→九采回風(fēng)巷→六采運(yùn)輸上山→東風(fēng)井

1.2 抽放鉆孔布置與參數(shù)

由1927兩巷鉆窩內(nèi)分別向工作面打扇形鉆孔。鉆孔直徑：75mm，鉆孔長(zhǎng)度：50m～70m，鉆場(chǎng)間距：40m，鉆孔夾角：起步30°，鉆孔間夾角15°，每個(gè)鉆窩施工9個(gè)鉆孔。

1.3 鉆孔施工設(shè)備

鉆孔施工設(shè)備采用ZYJ-380/210液壓架柱式鉆機(jī)，其額定鉆孔長(zhǎng)度200m，鉆孔孔直徑42-108mm。

1.4 封孔方式。鉆孔封孔材料采用聚胺脂封孔劑，封孔導(dǎo)管采用管徑48*5mm UPVC抗靜電、抗阻燃管，封孔長(zhǎng)度為8m。

1.5 抽放工藝

抽放鉆孔施工結(jié)束，用FKL-273型孔板流量計(jì)測(cè)量鉆孔負(fù)壓，經(jīng)過驗(yàn)收并符合抽放鉆孔要求后接入抽放主管道，同時(shí)在抽放泵站處安裝甲烷傳感器對(duì)抽放參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)抽放狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，滿足預(yù)抽孔口負(fù)壓不低于13kPa。

在抽放過程中，應(yīng)根據(jù)抽放的實(shí)際需要，隨時(shí)對(duì)鉆孔的抽放負(fù)壓、濃度及抽放量，進(jìn)行調(diào)控，使鉆孔處于最佳抽放狀態(tài)。

DGC型瓦斯含量直接測(cè)定裝置，WT-1型瓦斯擴(kuò)散速度測(cè)定儀，WY-98A吸附常數(shù)測(cè)定儀，三套瓦斯測(cè)定設(shè)備安裝調(diào)試完成，標(biāo)志著我礦已具備瓦斯含量及壓力等關(guān)鍵參數(shù)的測(cè)定能力。

2 測(cè)定方法

DGC型瓦斯含量直接測(cè)定裝置工作原理：瓦斯含量包括損失量、井下解吸量、實(shí)驗(yàn)室解吸量、粉碎解吸量四部分。通過向煤層施工鉆孔，到達(dá)預(yù)定位置后退出鉆桿，采用雙層采煤管取芯，將取出的煤樣迅速放入煤樣筒中封閉，用井下解吸系統(tǒng)測(cè)量煤樣筒中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量W1；井下解析完畢后關(guān)緊閥門，把煤樣筒帶到實(shí)驗(yàn)室然后在地面解吸儀上測(cè)量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量， 與井下測(cè)量的瓦斯解吸量一起計(jì)算煤芯瓦斯解吸量W2；取兩份煤樣，每份120g裝入密封的粉碎系統(tǒng)加以粉碎，測(cè)量在粉碎過程及粉碎后一段時(shí)間所解吸出的瓦斯量，并以此計(jì)算粉碎瓦斯解吸量W3；瓦斯損失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎瓦斯解吸量之和就是可解吸瓦斯含量，即 Wa＝W1＋W2＋W3。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》計(jì)算常壓殘存量Wc，則可得出煤層瓦斯含量W= Wa+Wc。

3 效果檢驗(yàn)

每推進(jìn)30m工作面進(jìn)行兩次工作面局部預(yù)測(cè)驗(yàn)證進(jìn)入瓦斯涌出異常區(qū)域根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煤層厚度、松軟程度等實(shí)際情況選擇合時(shí)位置進(jìn)行防突效果檢驗(yàn)。

1）采用鉆屑指標(biāo)法檢驗(yàn)（預(yù)測(cè)）。根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)提供的《1925采煤工作面瓦斯治理技術(shù)研究》報(bào)告，各參數(shù)臨界值確定為：最大鉆屑量S-3.2kg/m； K1-0.38mL/(g.min1/2) ；Δh2-160Pa。當(dāng)上述任一參數(shù)實(shí)測(cè)值大于或等于臨界值或三項(xiàng)指標(biāo)都不超限但打鉆時(shí)出現(xiàn)噴孔頂鉆等異常情況時(shí)，為有突出危險(xiǎn)；

2）預(yù)測(cè)孔范圍：正常情況從1927工作面140m，兩端各留出10m不進(jìn)行預(yù)測(cè)，中間區(qū)域每10m預(yù)測(cè)一次，預(yù)測(cè)孔共12個(gè)，孔深不得小于8m，或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回采實(shí)際情況確定深度。預(yù)測(cè)孔必須避開注水孔及釋放鉆孔；

3）工作面推進(jìn)度必須小于預(yù)測(cè)深度，并且保證有2m的預(yù)測(cè)孔超前距及3m的釋放孔超前距。在地質(zhì)構(gòu)造破壞嚴(yán)重地帶應(yīng)適當(dāng)增加釋放孔超前距，回采工作面不小于5m，每次工作面防突措施施工完成后，應(yīng)當(dāng)繪制工作面防突措施竣工圖。

根據(jù)《股份有限公司瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)工作體系》，沿采煤工作面推進(jìn)方向每間隔30m～50m至少布置1組測(cè)定點(diǎn)的要求，1927工作面共布置31處測(cè)點(diǎn)，運(yùn)料巷布置16個(gè)，每?jī)蓚€(gè)鉆場(chǎng)之間布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)。運(yùn)煤巷布置15個(gè)，測(cè)點(diǎn)參照運(yùn)料巷測(cè)點(diǎn)，選在兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的中部，測(cè)點(diǎn)取樣鉆孔深度不小于60m，檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)間距不大于50m，避開1927放水巷泄壓帶，檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)要控制到工作面中部抽放薄弱地區(qū)。

4 結(jié)論

此次主要對(duì)預(yù)抽前后的瓦斯壓力和瓦斯含量進(jìn)行對(duì)比而進(jìn)行效果分析。通過對(duì)1927工作面預(yù)抽前瓦斯含量及壓力的測(cè)定，原始煤層瓦斯壓力P=0.55MPa，煤層瓦斯含量X=6.35m3/t，預(yù)抽后測(cè)定和計(jì)算得到的煤層殘余瓦斯壓力P=0.34MPa，煤層殘余瓦斯含量X=4.44m3/t，分別下降了38%和30%。

截止2013年6月回采結(jié)束，共抽放瓦斯25萬 m3，DGC型瓦斯含量直接測(cè)定裝置在防治瓦斯中的應(yīng)用，尤其對(duì)瓦斯含量分布變化較大的煤層，針對(duì)性的解決了未開采區(qū)域瓦斯含量及壓力原始數(shù)據(jù)不明確的狀況，對(duì)過去完全依靠鄰近工作面瓦斯涌出來判斷煤層瓦斯賦存，到目前可直接測(cè)定，尤其針對(duì)九采區(qū)2#煤層賦存變化大的特點(diǎn)，是一個(gè)跨越進(jìn)步。在1927鉆孔設(shè)計(jì)、瓦斯治理中可根據(jù)測(cè)定結(jié)果有重點(diǎn)有針對(duì)性的制定瓦斯防治措施，大大消除了瓦斯涌出較大區(qū)域的瓦斯威脅，提高了九采區(qū)2#煤防治瓦斯安全系數(shù)，確保了九采區(qū)瓦斯安全。

[1]竇永山.煤礦瓦斯抽放規(guī)范[S].煤炭工業(yè)出版社，2007，4.

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