南六采區(qū)10606工作面瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)判研究

摘 要：為了預(yù)防瓦斯事故發(fā)生，保證回采工作面安全生產(chǎn)，采用順層鉆孔對(duì)10606工作面進(jìn)行瓦斯預(yù)抽。按照《瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》要求，從預(yù)抽鉆孔有效范圍、鉆孔均勻程度評(píng)價(jià)、可解吸瓦斯量、通風(fēng)能力達(dá)標(biāo)方面，對(duì)10606工作面進(jìn)行瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)判。

關(guān)鍵詞：工作面;抽采方法;達(dá)標(biāo)評(píng)判

1 工作面概況

1.1 工作面地面及井下位置

南六采區(qū)10606工作面對(duì)應(yīng)地表位置為黃梨溝、后溝、前道溝從工作面內(nèi)部穿過(guò);西北側(cè)為原張山圪垛村（已拆遷），東側(cè)有M73鉆孔，565鉆孔位于工作面內(nèi)部;軌道巷（301m、511m）、瓦斯抽放巷（293m、493m）、軌道巷Ⅱ段（63m、346m）對(duì)應(yīng)地表分別有兩組地表線路穿過(guò)工作面;軌道巷（590m、1511m）、瓦斯抽放巷（585m、1522m）、軌道巷Ⅱ段（373m、1206m）對(duì)應(yīng)地表分別有兩條道路穿過(guò)。

工作面對(duì)應(yīng)地表出露地層以Q2+3、P2S2、N2、Q4地層為主，蓋山厚度356-489m，平均417m。

1.2 巖層特征

工作面所掘進(jìn)層為二疊系下統(tǒng)山西組02號(hào)層，厚度1.10-2.42m，平均2.20m，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)為1.2（0.1）0.9，屬穩(wěn)定可采中厚層，普氏硬度2.0。其下部間隔5-8m為2號(hào)層，2號(hào)層平均厚2.20m，普氏硬度2.5。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

①斷層：工作面地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，預(yù)計(jì)掘進(jìn)中無(wú)大的斷層揭露;

②節(jié)理：本區(qū)節(jié)理較為發(fā)育，北東向節(jié)理發(fā)育，北西向節(jié)理次之，節(jié)理密度3-12條/10m，節(jié)理面受力后容易張開(kāi)造成底鼓、片幫等，對(duì)施工有一定影響;

③陷落柱：本區(qū)位于陷落柱發(fā)育條帶上，施工中可能有陷落柱揭露。

1.4 瓦斯地質(zhì)

巷道掘進(jìn)區(qū)域瓦斯地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，結(jié)合臨近10608皮帶巷掘進(jìn)期間各類(lèi)參數(shù)分析，預(yù)計(jì)巷道絕對(duì)瓦斯涌出量1.4m3/min，在構(gòu)造附近、頂幫裂隙發(fā)育區(qū)域瓦斯含量和K1值將增大，預(yù)計(jì)瓦斯含量為4.2-5.8m3/t，K1值為0.18-0.36ml/（g·min1/2）。

1.5 通風(fēng)系統(tǒng)

根據(jù)巷道掘進(jìn)期間瓦斯涌出情況，工作面采用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，安設(shè)兩臺(tái)一組2BKJNO.6.3（2×30kW）型對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)，采用Ф800mm強(qiáng)力膠質(zhì)風(fēng)筒，工作面配風(fēng)量330m3/min，掘進(jìn)期間通風(fēng)系統(tǒng)如下：

新鮮風(fēng)流：地面→南二進(jìn)風(fēng)井→東二運(yùn)輸大巷→南六暗斜→南六2#集中軌道巷→局部通風(fēng)機(jī)→10606軌道巷→工作面。

污風(fēng)風(fēng)流：工作面→10606軌道巷→10606軌道巷回風(fēng)聯(lián)巷→東二回風(fēng)巷→10610回風(fēng)聯(lián)巷→10610底抽巷→南翼瓦斯治理專(zhuān)用巷→麻家口回風(fēng)井→地面。

2 抽采瓦斯效果評(píng)判指標(biāo)測(cè)定

2.1 抽放后殘余瓦斯含量

2.1.1 鉆孔施工期間風(fēng)排瓦斯量

鉆孔施工時(shí)間為自2月26日-3月17日，整個(gè)抽放時(shí)間共計(jì)20天，打鉆期間10606工作面切眼配風(fēng)量330m3/min，期間甲烷監(jiān)控探頭顯示值為0.12%，所以得出整個(gè)抽放期間風(fēng)排瓦斯量為：330m3/min×0.0012m3/min×60× 24×20=11404.8m3。

2.1.2 鉆孔瓦斯抽采量

10606工作面安設(shè)有一套渦街流量計(jì)，用以計(jì)量10606工作面本層瓦斯抽放量，平均每日抽放瓦斯量為1233.6m3。10606工作面切眼打鉆后自1月6日-1月23日共計(jì)整個(gè)渦街流量器顯示20天共抽放瓦斯54217.42m3，減去本層的抽放瓦斯量1233.6m3×20=24672m3，得出10606工作面切眼，整個(gè)抽放期間共抽放瓦斯量為：54217.42m3-24672m3=29545.42m3。

2.2 鉆孔量相關(guān)分析

鉆孔控制迎頭前方70m，巷道寬3.6m，巷道輪廓線外15m，全厚4m，質(zhì)量容重1.4m3/t，共計(jì)儲(chǔ)量13171.2t。而打鉆實(shí)際成孔進(jìn)尺2480m，從而得出噸鉆孔量為：2480/13171.2=0.188m/t，符合抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定大于0.03m/t的要求。

2.3 瓦斯抽出率

鉆孔控制迎頭前方70m，巷道輪廓線外15m（巷道寬3.6m），全厚4m，以及瓦斯原始含量8.4256m3/t。（根據(jù)10606工作面施工順層預(yù)抽鉆孔時(shí)的取樣預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，瓦斯含量在2.8066m3/t-8.4256m3/t之間。所以取8.4256m3/t作為機(jī)巷里段的原始瓦斯含量）。計(jì)算得出評(píng)判區(qū)域內(nèi)總瓦斯含量為：70×33.6×4×1.4×8.4256=110975.3m3。

從而得出瓦斯抽出率為：（29545.42m3+11404.8m3）/110975.3m3=36.9%。

2.4 區(qū)域防突效果評(píng)價(jià)

2.4.1 區(qū)域措施效果檢驗(yàn)方法

采用直接法進(jìn)行區(qū)域措施效果檢驗(yàn)方法，效檢指標(biāo)選定為殘余瓦斯含量臨界值為8m3/t，并推算殘余瓦斯壓力0.74MPa。采用DGC直接測(cè)定裝置對(duì)取樣行殘余瓦斯含量進(jìn)行測(cè)定。

2.4.2 區(qū)域效果檢驗(yàn)孔布置方式

區(qū)域措施執(zhí)行完畢后，在工作面布置3個(gè)效檢鉆孔，每個(gè)鉆孔每隔20m布置一個(gè)取樣點(diǎn)。

1號(hào)孔孔口距幫0.3m、終孔位于巷道上幫輪廓線外15m。設(shè)計(jì)孔深72m，中線夾角14°，俯角15°，距巷道頂板高度1.5m。

2號(hào)孔沿巷道中線方向布置，設(shè)計(jì)孔深70m，中線夾角0°，俯角13°，距巷道頂板高度1.5m。

3號(hào)孔孔口距幫0.8m、終孔位于巷道下幫輪廓線外15m，設(shè)計(jì)孔深72m，中線夾角13°，俯角15°，距頂板高度1.5m，。

每個(gè)效檢孔分別在20m、40m、60m和終孔位置各取一樣品，共取12個(gè)樣品。測(cè)定殘余瓦斯含量、反算瓦斯壓力。效檢指標(biāo)不超保留20m區(qū)域防突措施超前距，允許掘進(jìn)50m。

2.4.3 區(qū)域措施效檢結(jié)果

根據(jù)區(qū)域防突措施設(shè)計(jì)在10606工作面上段共取12個(gè)樣品，經(jīng)礦井DGC樣品化驗(yàn)室解析，測(cè)得樣品最大殘余瓦斯含量為7.8673m3/t，反算瓦斯殘余壓力為0.512MPa。

3 抽采效果達(dá)標(biāo)評(píng)判

10606工作面上段經(jīng)共施工區(qū)域防突措施鉆孔38個(gè)，鉆孔布置均勻，控制范圍有效，經(jīng)計(jì)算噸鉆孔量達(dá)到0.188m/t，瓦斯抽放率達(dá)到36.9%，且區(qū)域措施執(zhí)行過(guò)程中，除了1-16號(hào)孔和切眼低抽巷打穿孔，2-11號(hào)孔出現(xiàn)噴孔現(xiàn)象外，無(wú)其它異常情況。經(jīng)區(qū)域措施效果檢驗(yàn)工作，顯示區(qū)域措施執(zhí)行后最大殘余瓦斯含量為7.8673m3/t，反算瓦斯殘余壓力為0.512MPa。低于殘余瓦斯含量臨界值為8m3/t，并推算殘余瓦斯壓力0.74MPa，且取樣過(guò)程中無(wú)異?，F(xiàn)象。綜上所述判定10606工作面切眼上段（自切眼上安全出口向下40m-110m一段）區(qū)域防突措施有效，此區(qū)域判定為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域，預(yù)留20m超前距，允許掘進(jìn)50m。

4 結(jié)語(yǔ)

鑒于10606工作面切眼上段（自切眼上安全出口向下40m-110m一段）區(qū)域措施效果檢驗(yàn)結(jié)果的最大殘余瓦斯含量為7.8673m3/t，所以為保證此段掘進(jìn)過(guò)程中的施工安全，在掘進(jìn)過(guò)程中必須執(zhí)行局部綜合防突措施。執(zhí)行局部措施過(guò)程中做好“防瓦斯超限、防火、防塵”工作。

在執(zhí)行局部防突措施時(shí)，每周要對(duì)措施執(zhí)行情況進(jìn)行周評(píng)價(jià)。在掘進(jìn)過(guò)程中做好安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控工作密切注意掘進(jìn)頭瓦斯?jié)舛茸兓?，若出現(xiàn)瓦斯?jié)舛绕叩那闆r時(shí)要及時(shí)分析原因并采取措施。施工期間要密切關(guān)注10606工作面切眼低抽巷內(nèi)施工時(shí)的瓦斯變化，避免不安全情況發(fā)生。

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作者簡(jiǎn)介：

郭書(shū)棟（1994- ），男，山西長(zhǎng)治人，2017年畢業(yè)于呂梁學(xué)院采礦工程專(zhuān)業(yè)，主要從事煤礦生產(chǎn)等方面工作。