首山一礦12061工作面區(qū)域防突技術(shù)應(yīng)用及效果分析

高懷宇

摘 要：預(yù)抽煤層瓦斯是防治煤與瓦斯突出和礦井瓦斯超限、積聚的最重要措施之一。本文詳細(xì)闡述了首山一礦12061回采工作面區(qū)域預(yù)抽措施的選擇、設(shè)計、鉆孔封孔及瓦斯抽采，并對工作面回采區(qū)域鉆孔施工情況、消突及瓦斯抽采效果進行分析，對單一突出危險性煤層的突出及瓦斯防治工作有一定的借鑒和參考意義。

關(guān)鍵詞：突出礦井；區(qū)域防突；瓦斯治理；抽采效果

平煤集團首山一礦礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為2.4Mt/a，采用立井石門開拓，生產(chǎn)采區(qū)有己一和己二兩個采區(qū)；通風(fēng)方式為中央分列抽出式，主井、副井和中央進風(fēng)井3條進風(fēng)井，1條中央回風(fēng)井回風(fēng)，形成三進一回，通風(fēng)系統(tǒng)可靠；采煤方法為走向長壁一次采全高采煤法。由于首山一礦不具備保護層開采條件，為了確保工作面取得好的消突及瓦斯抽采效果，首山一礦12061工作面進行了抽采半徑考察，根據(jù)考察結(jié)果，底板巷穿層鉆孔抽采半徑可達2.4m（6個月）。

控制區(qū)域內(nèi)瓦斯儲量：穿層鉆孔預(yù)抽機巷煤層瓦斯控制區(qū)域走向長度為1293m，傾向長度為35m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計算鉆孔覆蓋區(qū)域煤層瓦斯儲量為313.84×104m3。穿層鉆孔預(yù)抽中間煤巷煤層瓦斯控制區(qū)域走向長度為1298m，傾向長度為35m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計算鉆孔覆蓋區(qū)域煤層瓦斯儲量為315.06×104m3。穿層鉆孔預(yù)抽切眼煤層瓦斯控制區(qū)域走向長度為35m，傾向長度為232m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計算鉆孔覆蓋區(qū)域煤層瓦斯儲量為56.31×104m3。

穿層鉆孔瓦斯預(yù)抽率：預(yù)抽中間煤巷煤層瓦斯鉆孔控制區(qū)域內(nèi)瓦斯儲量為315.06×104m3，預(yù)抽期為13個月，累計抽放量為98.64×104m3，則預(yù)抽率為31.31%；預(yù)抽機巷煤層瓦斯鉆孔控制區(qū)域內(nèi)瓦斯儲量為313.84×104m3，預(yù)抽期為14個月，累計抽放量為99.76×104m3，則預(yù)抽率為31.79%；預(yù)抽切眼煤層瓦斯鉆孔控制區(qū)域內(nèi)瓦斯儲量為56.31×104，預(yù)抽期為8個月，累計抽放量為27.78×104m3，則預(yù)抽率為49.33%。

煤層殘余含量考察：在12061抽放巷內(nèi)布置區(qū)域驗證鉆孔，對巷抽放巷穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域防突措施進行檢驗時，在煤巷條帶每間隔50m布置1個檢驗測試點，檢驗測試點位于掘煤巷工作面的中間，12061機巷抽放巷和中間抽放巷分別施工26個區(qū)域效檢孔，切眼抽放巷施工5鉆孔個區(qū)域效檢孔，共施工57個區(qū)域效檢鉆孔，測定煤層殘余瓦斯含量。效檢孔施工過程中沒有出現(xiàn)“夾、頂、噴”或其他動力現(xiàn)象。經(jīng)實測，57個測點殘余瓦斯含量在4.63～6.5之間。

1 消突效果驗證

掘進過程中，共校檢 275次，鉆孔瓦斯涌出初速度q值2.12～6.3L/min，平均值3.04L/min，其中q值出現(xiàn)5次超標(biāo)現(xiàn)象；鉆屑量S值3.2～7.26kg/m，平均值3.99kg/m，其中S 值出現(xiàn)6次超標(biāo)現(xiàn)象。集中分布在巷道 700～900m 附近，原因是該段煤層處于構(gòu)造帶，1條逆斷層、6條正斷層，煤體松軟，煤層層理紊亂?；仫L(fēng)流瓦斯?jié)舛?.05%～0.96%，出現(xiàn)5次瓦斯高值（>0.8%），未出現(xiàn)瓦斯超限，應(yīng)延長抽放時間，加強防突措施。掘進過程中，共校檢49次，鉆孔瓦斯涌出初速度q值2.03～3.60L/min，平均值2.75L/min，鉆屑量S值3.3～5.2kg/m，平均值4.21kg/m，未出現(xiàn)效檢超標(biāo)現(xiàn)象。

2 消突效果評價

（1）12061風(fēng)巷鉆孔工程量：設(shè)計鉆孔539個，施工到巷道200～300m范圍內(nèi)個別鉆孔出現(xiàn)噴孔、夾鉆等異?，F(xiàn)象，又補打12個鉆孔，實際共施工鉆孔551個，所用鉆孔深度均大于65m，合計鉆孔深度35935m。

（2）12061中間煤巷上幫鉆孔工程量：設(shè)計鉆孔538個，施工到巷道260～300m、580～660m、720～910m范圍內(nèi)個別鉆孔出現(xiàn)噴孔、夾鉆、響煤炮等異?，F(xiàn)象，對異常區(qū)域補打鉆孔18個，實際共施工556個，所用鉆孔深度均大于65m，合計鉆孔深度36271m。

（3）12061中間煤巷下幫鉆孔工程量：設(shè)計鉆孔538個，施工到巷道550～610m、800～870m范圍內(nèi)個別鉆孔出現(xiàn)噴孔、夾鉆、響煤炮等異?，F(xiàn)象，對異常區(qū)域補打鉆孔10個，實際共施工548個，所用鉆孔深度均大于70m，合計鉆孔深度38661m。

（4）12061機巷鉆孔工程量：設(shè)計鉆孔550個，施工到巷道750～870m范圍內(nèi)個別鉆孔出現(xiàn)噴孔、夾鉆、響煤炮等異常現(xiàn)象，對異常區(qū)域補打鉆孔12個，實際共施工562個，所用鉆孔深度均大于70m，合計鉆孔深度39850m。

綜上所述，12061采面回采區(qū)域共施工本煤層順層鉆孔2217個，總鉆孔量150717m，噸煤鉆孔量0.23m/t，控制工作面整個回采區(qū)域范圍。

3 封孔工藝及方法

（1）封孔工藝：采用FKSW型專用封孔器，依靠注漿泵壓力把水灰比為1：1.2的水泥漿液壓入注漿管及兩端囊袋中，囊袋迅速膨脹，先將兩端進行封閉；當(dāng)壓力達到2.5MPa時，注漿管中間爆破閥爆破，再將鉆孔兩個囊袋中間的部分充滿，進而實現(xiàn)多層密封，進行瓦斯抽采。

（2）封孔方法：由外向里依次下入一根長度為8m并套有專用封孔器的聚乙烯封孔管，一根2m長的PVC實管，12m段PVC篩管（Ф50mm）。

4 結(jié)論

（1）12061工作面采取底板巷穿層鉆孔預(yù)抽條帶煤層瓦斯方式，預(yù)抽率均達到30%以上，區(qū)域效檢鉆孔施工過程順利，不存在“夾、頂、噴”動力現(xiàn)象，區(qū)域效檢殘余瓦斯含量指標(biāo)均小于8 m3/t，煤巷掘進期間，采用復(fù)合指標(biāo)法驗證切眼無突出危險性，中間煤巷和機巷基本消除突出危險性，只有個別構(gòu)造帶等出現(xiàn)突出危險點，采取補孔延長抽放等加強措施。

（2）12061工作面采取順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯方式，預(yù)抽率達到41.9%，通過實區(qū)域效檢殘存瓦斯含量為3.4～7.32m3/t，低于臨界值8m3/t，驗證了順層鉆孔消除了回采區(qū)域煤層的突出危險性。

參考文獻

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

[2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.