三水平丁二采區(qū)丁組煤層瓦斯條帶分布規(guī)律研究

李紅偉 朱連芳

摘 要：平煤股份一礦是一現(xiàn)代化礦井，是集團(tuán)公司的主力礦井之一，主要開采丁組、戊組煤層。隨著礦井開采深度的逐步延伸，煤層瓦斯含量、瓦斯壓力逐步加大。三水平丁二采區(qū)丁組煤層瓦斯條帶分布規(guī)律研究與應(yīng)用，主要結(jié)合現(xiàn)有丁二東西翼丁5、丁6原始瓦斯壓力、瓦斯含量分布，煤層的掘進(jìn)及回采瓦斯涌出情況、區(qū)域劃分指標(biāo)、區(qū)域驗證指標(biāo)等參數(shù)的研究，最終找到三水平丁二丁組煤層的瓦斯條帶分布規(guī)律。根據(jù)瓦斯條帶分布規(guī)律情況制定相應(yīng)的應(yīng)對措施，從而起到治理瓦斯的作用，最終達(dá)到安全高效開采丁組煤層的效果。

關(guān)鍵詞：瓦斯條帶分布；瓦斯防治；應(yīng)對措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.069

1 一礦三水平丁二采區(qū)概況

三水平丁二采區(qū)以皮帶上下山、軌道上下山為界劃分為東、西兩翼，其中西翼煤層標(biāo)高從-420m到-800m，東翼煤層標(biāo)高從-510m到-800m，西翼向西直到一、六礦井田邊界，東翼向東走向長度約為2500m。首先開采西翼上山部分，單面生產(chǎn)，生產(chǎn)能力設(shè)計為100萬t/a。煤炭工業(yè)儲量1268萬t，可采儲量845.5萬t，采區(qū)服務(wù)年限為13年。

2 三水平丁二采區(qū)丁組煤層瓦斯條帶分布規(guī)律研究

2.1 三水平丁二采區(qū)丁5、丁6煤層瓦斯涌出量、區(qū)域驗證統(tǒng)計分析

根據(jù)丁5、丁6煤層涌出量及區(qū)域驗證參數(shù)統(tǒng)計，丁二皮帶以西0-800m絕對瓦斯涌出量在0.4-0.9 m?/min，突出危險性預(yù)測指標(biāo)q值最大值0.9-1.8L/min，鉆屑量3.1-4.0Kg/m， 800m-1200m絕對瓦斯涌出量在1.2-3.6 m?/min，突出危險性預(yù)測指標(biāo)q值最大值達(dá)到14.3L/min，鉆屑量最大達(dá)到8.7Kg/m， 1200m以里絕對瓦斯涌出量在0.5-0.9 m?/min，突出危險性預(yù)測指標(biāo)q值在0.8-2.1L/min，鉆屑量最大3.9Kg，并且800m-1200m瓦斯涌出量均有不同程度的偏大，發(fā)現(xiàn)q值、S值超限次數(shù)在800m-1200m之間，丁二軌道以東0-400m絕對瓦斯涌出量在1.5-2.1m?/min，突出危險性預(yù)測指標(biāo)q值最大值3.3-3.6L/min L/min，鉆屑量3.1-3.5Kg/m， 400m-900m絕對瓦斯涌出量在1.9-2.7m?/min，突出危險性預(yù)測指標(biāo)q值最大值達(dá)到11.3L/min，鉆屑量最大達(dá)到6.8Kg/m， 900-2000m以里絕對瓦斯涌出量在0.5-1.6 m?/min，突出危險性預(yù)測指標(biāo)q值在1.2-4.8L/min，鉆屑量最大4.5Kg，并且400-900m掘進(jìn)期間瓦斯涌出量均有不同程度的偏大，發(fā)現(xiàn)q值超限次數(shù)在400-900m之間，突出危險性增大。并且發(fā)現(xiàn)，預(yù)測指標(biāo)頻繁超限的區(qū)段，突出危險性顯著增強(qiáng)，因此根據(jù)統(tǒng)計分析可以得出，三水平丁二皮帶以西800m-1200m為丁5瓦斯條帶分布異常區(qū)域，三水平丁二軌道以東400-900m為丁6煤層瓦斯條帶分布異常區(qū)域。

3 丁二采區(qū)丁組煤層?xùn)|翼瓦斯條帶分布規(guī)律異常區(qū)瓦斯治理技術(shù)方案的實施與效果分析

3.1 丁二采區(qū)丁組煤層?xùn)|翼瓦斯條帶分布規(guī)律異常區(qū)瓦斯綜合治理技術(shù)及效果分析

三水平丁二采區(qū)東翼丁6-32030采面瓦斯條帶分布異常區(qū)結(jié)合該采面的煤層賦存及瓦斯地質(zhì)情況，主要采取加密順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯、采空區(qū)瓦斯抽放、沿空留巷Y型通風(fēng)等瓦斯治理技術(shù)。通過綜合性瓦斯治理技術(shù)的實施，煤層瓦斯壓力、瓦斯含量得到一定程度的釋放，瓦斯含量由2.38～5.8m?/t下降到1.0～3.8m?/t；煤層瓦斯壓力由0～0.54MPa下降到0～0.2Mpa；瓦斯涌出初速度q值由12.6L/ min下降到2.8L/ min，鉆屑量S值由4.2～5.5kg/m下降到1.6～3.1kg/m；絕對瓦斯涌出量由12.5m?/min下降到8.7m?/min。在采面過斷層不利的條件下單月最高出煤13.3萬噸，為我礦煤與瓦斯突出危險工作面過瓦斯條帶分布異常區(qū)實現(xiàn)安全高效開采關(guān)鍵技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)，對我礦突出危險工作面過瓦斯條帶分布異常區(qū)并實現(xiàn)安全高效開采具有重要意義。

4 丁二采區(qū)丁組煤層西翼瓦斯條帶分布規(guī)律異常區(qū)瓦斯治理技術(shù)方案的實施與效果分析

4.1 丁二采區(qū)丁組煤層西翼瓦斯條帶分布規(guī)律異常區(qū)瓦斯綜合治理技術(shù)及效果分析

根據(jù)丁二采區(qū)丁組煤層瓦斯條帶分布規(guī)律研究結(jié)果，三水平丁二西翼800m-1200m為瓦斯條帶分布異常區(qū)，因此采用在異常區(qū)施工預(yù)抽巷、上隅角插管抽放等瓦斯綜合治理技術(shù)。采面瓦斯治理后絕對瓦斯涌出量為7.2～9.98m?/min，連續(xù)5個月產(chǎn)量都在10萬噸以上，實現(xiàn)月最高生產(chǎn)15萬噸煤，自生產(chǎn)以來杜絕了風(fēng)巷回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.7%以上高值事故，能夠確保采面高效開采瓦斯異常區(qū)域防止瓦斯高值甚至超限事故的發(fā)生。

5 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 主要結(jié)論

三水平丁二采區(qū)丁組煤層瓦斯條帶分布規(guī)律研究與應(yīng)用，最終找到三水平丁二采區(qū)西翼丁二皮帶以西800m-1200m，東翼丁二軌道以東400-900m為瓦斯條帶分布異常區(qū)。根據(jù)瓦斯條帶分布規(guī)律制定三水平丁二采區(qū)丁組煤層具有針對性區(qū)域瓦斯治理綜合防治技術(shù)，并實現(xiàn)了過瓦斯異常區(qū)域安全生產(chǎn)。本項目的研究與應(yīng)用，為三水平丁二采區(qū)瓦斯條帶分布異常區(qū)瓦斯治理提供科學(xué)依據(jù)，指導(dǎo)了三水平丁二采區(qū)丁組煤層安全部署，避免礦井盲目安全投入，提高三水平丁二采區(qū)丁組煤層瓦斯綜合防治能力，最終達(dá)到安全高效開采的效果。

5.2 創(chuàng)新點(diǎn)

本項目通過三水平丁二采區(qū)丁組煤層瓦斯條帶分布規(guī)律研究與應(yīng)用的實施，三水平丁二采區(qū)東西翼回采工作面均實現(xiàn)了過瓦斯異常條帶分布規(guī)律異常區(qū)時的創(chuàng)水平高產(chǎn)，而且上隅角及回風(fēng)流瓦斯得到有效控制，確保了瓦斯條帶分布規(guī)律異常區(qū)內(nèi)安全高效生產(chǎn)。有效指導(dǎo)三水平丁二采區(qū)丁組煤層采掘過程中采取有針對性瓦斯防治技術(shù)。指導(dǎo)礦井采掘接替安全部署，避免礦井盲目安全投入，提高礦井瓦斯綜合防治能力，具有很大的推廣應(yīng)用價值。該項目的研究，為公司突出危險工作面過瓦斯條帶分布規(guī)律異常區(qū)安全高效開采開辟了新局面及新思路。

作者簡介：李紅偉（1972-），男，河南虞城人，本科，工程師，研究方向：瓦斯管理。