突出煤層溫度異?，F(xiàn)象原因分析及應(yīng)對措施

摘 要：九里山礦東一回采工作面，發(fā)生了煤墻發(fā)熱、燙手的現(xiàn)象，文章通過對現(xiàn)場觀測、實驗室化驗，分析了該現(xiàn)象的原因，并提出應(yīng)對措施，從而保障了工作面的安全回采。

關(guān)鍵詞：瓦斯；煤墻發(fā)熱；應(yīng)力集中

九里山礦東一工作面是嚴(yán)重突出煤層，該工作面在2014年8月經(jīng)過瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評判，9月開始回采，在回采過程中工作面出現(xiàn)了煤墻發(fā)熱、燙手的現(xiàn)象。該現(xiàn)象是否影響工作面的安全生產(chǎn)，因此，需要分析原因，從而制定措施，確保礦井的安全生產(chǎn)。

1 工作面概況

東一工作面工作面走向全長504.5m，傾斜平均長度98.35m，煤層厚度2.0～6.4m，平均3.2m，工業(yè)儲量23.87萬t。標(biāo)高-200.8～-245.2m，埋深296.95～341.4m。

該工作面位于15采區(qū)東翼上部，其上鄰13101工作面和13煤柱工作面（均已回采結(jié)束），下鄰東三1工作面（已回采結(jié)束），西臨15下山保安煤柱，東部靠近東三1工作面與13采區(qū)交匯處，東一工作面底板有東一運輸?shù)壮橄?，頂板有東軌道、皮帶運輸大巷、一五回風(fēng)巷、一三軌道、皮帶、回風(fēng)上山、一三沉淀池等巷道。

該工作面原煤瓦斯含量31m3/t，煤層瓦斯壓力1.74MPa，實測煤層瓦斯吸咐常數(shù)a=41.841m3/t，b=0.985MP-1，煤的灰份Ad=7.64%，揮發(fā)份V=11.18%，水分W=1.87%。工作面煤層透氣性系數(shù)0.2～0.457m2/MPa2·d，鉆孔瓦斯流量0.015～0.04m3/min·hm，衰減系數(shù)0.0126～0.0389d-1，煤層透氣性差，抽采較為困難。

2 瓦斯抽采評判情況

東一工作面采取了穿層、順層鉆孔預(yù)抽回采瓦斯區(qū)域煤層瓦斯措施，煤層平均厚度3.2m，平均傾角13.5°，煤層工業(yè)儲量約為23.50萬t，評價單元參與計算的煤炭儲量為19.97萬t，原煤瓦斯含量為31m3/t，評價單元參與計算的瓦斯儲量為619.07萬m3，共施工抽采鉆孔2788個，合計孔深128610m，共抽出瓦斯量為514.08萬m3。根據(jù)計算和測定資料表明：東一工作面經(jīng)過預(yù)抽后計算煤層殘余瓦斯含量為5.26m3/t，實測煤層殘余瓦斯含量最大值為5.85m3/t，工作面間接計算煤層殘余瓦斯含量值和實測煤層殘余瓦斯含量值均小于6m3/t，利用計算的殘余瓦斯含量和實測殘余瓦斯含量的最大值計算煤的可解吸瓦斯含量分別為3.86m3/t和3.27m3/t，均滿足《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》中日產(chǎn)量為1001～2500t的采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯含量≤7m3/t的要求。

3 工作面區(qū)域驗證、煤墻發(fā)熱情況

東一工作面目前回風(fēng)巷通尺為310.8m，運輸巷通尺為327.8m，平均回采長度為189m。2015年5月12日16點班對工作面進(jìn)行區(qū)域驗證工作（采用“三參數(shù)”指標(biāo)法），共計施工驗證孔10個，均按規(guī)定布置，所測“三參數(shù)”指標(biāo)最大值分別為：

瓦斯解析指標(biāo)△h2最大為160pa；

鉆屑量最大為2.6kg/m；

瓦斯涌出初速度q值均<1.5L/min；

工作面煤厚為4.4m。

在5月15日16點班對工作面切眼煤墻現(xiàn)場用溫度計測量煤墻溫度及回風(fēng)巷風(fēng)流中一氧化碳值進(jìn)行測定，情況如下：

局部煤墻表面溫度：38架、40架、42架為40°左右。

一氧化碳：工作面切眼采用專用一氧化碳測定儀未檢測出一氧化碳。

回風(fēng)巷施工鉆孔期間懸掛有一氧化碳傳感器和便攜儀讀數(shù)均顯示為0。

4 原因分析

現(xiàn)場測定一氧化碳的含量值為“零”，說明工作面部分地段煤墻發(fā)熱不是煤體自燃產(chǎn)生的，煤層中賦存的瓦斯情況沒有大的關(guān)聯(lián)，根據(jù)工作面切眼施工的淺孔抽放鉆孔的情況分析，工作面目前的煤質(zhì)較松軟，此區(qū)段應(yīng)為構(gòu)造煤區(qū)域，并不是煤層出現(xiàn)自燃造成的。分析應(yīng)該為煤體內(nèi)部發(fā)生了構(gòu)造應(yīng)力的重新分布變化，造成煤體間摩擦產(chǎn)生了一定的熱量，應(yīng)該危及不到工作面安全。

工作面附近沒有突出點的情況存在，通過對切眼施工鉆孔時到8、9m時鉆進(jìn)困難看，工作面目前位置應(yīng)該是處于構(gòu)造應(yīng)力的集中區(qū)。目前正在做的煤層工業(yè)分析結(jié)果出來后通過對灰分值等的分析。

5 處理措施

（1）在東一工作面回風(fēng)巷切眼以外10m施工一排強化抽采鉆孔，共計30個，孔間距1.5-2.5m，孔深50m。

（2）工作面切眼施工2排淺孔抽放鉆孔，平均孔深9m；1排排放鉆孔，平均孔深10m。

（3）工作面施工鉆孔期間加強對瓦斯、一氧化碳的實時監(jiān)測工作，回風(fēng)巷鉆孔施工期間必須按規(guī)定懸掛瓦斯、一氧化碳便攜儀進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)變化情況，回風(fēng)巷部分無用的鉆孔可以進(jìn)行煤層注水的工作，加強煤體強度，對工作面降塵也可以起重要作用。

6 結(jié)束語

（1）東一工作面煤墻發(fā)熱應(yīng)該為煤體內(nèi)部發(fā)生了構(gòu)造應(yīng)力的重新分布變化，造成煤體間摩擦產(chǎn)生了一定的熱量，不是由于瓦斯賦存不均造成的。（2）回采期采用松動爆破的局部措施，采取爆破落煤、機組拾煤的流程進(jìn)行回采作業(yè)。（3）回風(fēng)巷施工抽采鉆孔時，及時觀測瓦斯、一氧化碳的異常變化情況，確保安全。

作者簡介：貴宏偉（1976-），男，河南延津人，工程師，工程碩士，河南能源焦煤公司工作，從事煤礦瓦斯防治技術(shù)研究。