告成煤礦25011下副巷掘進工作面防突實踐及效果檢驗

文/胡永超

煤礦瓦斯突出直接危及煤礦的安全生產(chǎn)及井下人員的生命安全，瓦斯防突措施的制定、實施及防突效果的達標與否至關(guān)重要。2017年5月，鄭州煤電股份有限公司告成煤礦委托重慶煤科院開展瓦斯治理工作，具體對25011下副巷煤巷條帶進行區(qū)域瓦斯治理技術(shù)方案設計、工程施工、效果檢驗并提交抽采達標評判報告。重慶煤科院依據(jù)告成煤礦利用25011下底抽巷前探鉆孔測得的二1煤層瓦斯含量和巖巷在掘進時揭露的地質(zhì)構(gòu)造，把工作區(qū)域劃分為不同的塊段，并根據(jù)其瓦斯和地質(zhì)構(gòu)造情況制定了不同的區(qū)域瓦斯治理方案，隨后對工作區(qū)域進行瓦斯治理工程施工，實施了區(qū)域防突措施與瓦斯抽采，并對防突措施效果進行了檢驗，相關(guān)參數(shù)均小于區(qū)域效檢臨界值，防突措施有效，從而保證了礦井安全生產(chǎn)。

一、礦井地質(zhì)構(gòu)造及瓦斯賦存

根據(jù)告成煤礦巷道實揭地質(zhì)資料及防突鉆孔探測資料分析，25011下副巷掘進工作面區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件較復雜，區(qū)域內(nèi)共揭露一條底板正斷層，受斷層影響，煤層底板局部起伏變化大。

1.25011下副巷概況

25011下副巷掘進工作面（切巷向北372～872m）北接25011下副巷北段石門揭煤區(qū)域，南接25011下副巷掘進工作面最南段，東為未回采的25011工作面，西為未掘進的25031工作面。該掘進工作面走向長為500m，平均煤厚為4.4m，煤容重為1.38t/m3，煤層底板標高為-166～-227m（位于始突標高以下），垂直對應地面標高為+276～+285m。

2 5 0 11下副巷設計走向長度為1005m，計劃配風量不少于550m3/min。采用5.0m（凈寬）×3.3m（凈高）半圓拱斷面錨網(wǎng)索支護，凈斷面積為13.6㎡m2，錨桿間排距為700×700mm，錨索間排距為1200×1400mm。支護材料規(guī)格為等強錨桿，規(guī)格為φ20×2400mm；錨索為鋼絞線，型號為φ17.8×8000mm。施工過程中如遇巷道圍巖發(fā)生變化，可根據(jù)實際情況及時調(diào)整支護形式及參數(shù)，確保巷道支護穩(wěn)定可靠。

25011下副巷實測原始瓦斯含量23個，測試結(jié)果為3.18～10.34m3/t。該工作面回采的二1煤層煤塵爆炸性指數(shù)為14.17%，具有爆炸性；煤層自燃傾向等級為III類，屬不易自燃煤層。

2.鄰近工作面瓦斯概況

（1）鄰近工作面概況。25011工作面于25采區(qū)南翼上部，南臨FZ13斷層鏟蝕帶，北接25采區(qū)三條下山，東為已經(jīng)回采的25001工作面，西為未掘進的25031工作面。25采區(qū)三條下山在巷道掘進過程中，共測試瓦斯含量5個，瓦斯含量值范圍為4.56～10.5m3/t，測試瓦斯壓力7個，瓦斯壓力為0.32～0.6MPa。

（2）鄰近工作面瓦斯參數(shù)測試情況。告成煤礦利用25001底抽巷在25001工作面實測原始瓦斯含量為3.90～22.26m3/t，平均為9.69m3/t，集團公司研究院測試殘余瓦斯含量107個，含量值為1.84～5.82m3/t，超前探測鉆孔和瓦斯抽采鉆孔在施工過程中無噴孔、頂鉆等異常情況。

（3）鄰近工作面區(qū)域驗證參數(shù)測試情況。鄰近的25001工作面上、下副巷、切巷及輔助巷掘進期間實測、預測指標Qmax=4.22L/min，Smax=3.8kg/m，工作面回采期間Qmax=4.00L/min，Smax=4.2kg/m。測試鉆孔無頂鉆、噴孔等異?，F(xiàn)象。

（4）鄰近工作面瓦斯涌出情況。鄰近的25001工作面上、下副巷、切巷及輔助巷掘進期間最大絕對瓦斯涌出量為2.5m3/min，工作面回采期間最大絕對瓦斯涌出量為4.2m3/min。

二、區(qū)域防突措施執(zhí)行與瓦斯抽采

25011下副巷區(qū)域效檢范圍內(nèi)，采取在25011底抽巷施工穿層鉆孔抽取巷道條帶煤體內(nèi)瓦斯防突措施，打鉆孔前對巷道條帶煤體賦存穩(wěn)定區(qū)域先進行水力壓裂措施，并在施工過程中間隔或全部對穿層預抽鉆孔采用水力割縫措施進行增透。

1．鉆孔施工

根據(jù)現(xiàn)場區(qū)域防突措施執(zhí)行情況，結(jié)合鉆孔預抽時間，25011下副巷煤巷條帶區(qū)域共劃分為第一、第二、第三、第四、第五、第五2、第六、第七、第八和北段揭煤區(qū)域共10個單元，其中本次評判范圍劃分為第五2、第六、第七、第八等4個單元，走向長度總長500m。

第五2單元：25011下開切眼向北走向長度372～428m范圍，走向長度為56m。穿層抽采鉆孔設計組間距不大于10m，內(nèi)間距不大于抽采半徑，共設計54個鉆孔。所有鉆孔孔徑為Φ94mm，采用水泥漿全巖段封孔。本單元所有穿層預抽鉆孔采用水力割縫進行增透，完成水力割縫鉆孔54個，割縫煤量共645t。

第六單元：25011下開切眼向北走向長度428～536m范圍，走向長度108m。穿層抽采鉆孔設計組間距不大于8m，內(nèi)間距不大于抽采半徑，共設計154個鉆孔。所有鉆孔孔徑為Φ94mm，采用水泥漿全巖段封孔。本單元穿層預抽鉆孔間隔采用水力割縫進行增透，設計割縫鉆孔77個，實際完成割縫鉆孔77個，割縫煤量共990t。

第七單元：25011下開切眼向北走向長度536～826m范圍，走向長度290m。穿層抽采鉆孔設計組間距不大于10m，內(nèi)間距不大于抽采半徑，共設計245個鉆孔。所有鉆孔孔徑為Φ94mm，采用水泥漿全巖段封孔。本評判單元穿層預抽鉆孔間隔采用水力割縫進行增透，設計割縫鉆孔122個，實際完成割縫鉆孔122個，割縫煤量共990t。

第八單元：25011下開切眼向北走向長度826～872m范圍，走向長度46m。穿層抽采鉆孔設計組間距不大于6m，內(nèi)間距不大于抽采半徑，共設計104個鉆孔。所有鉆孔孔徑為Φ94mm，采用水泥漿全巖段封孔。本單元穿層預抽鉆孔間隔采用水力割縫進行增透，設計割縫鉆孔52個，實際完成割縫鉆孔52個，割縫煤量共375t。

2.瓦斯抽采

25011下底抽巷內(nèi)高負壓抽采主管路分段安裝有4寸管徑支管，支管上每組鉆孔位置安裝一個集流器，穿層抽采鉆孔孔內(nèi)抽采管采用直徑為50mm埋線軟管并接入集流器。每段支管安裝孔板流量計對瓦斯抽采參數(shù)進行測定。

評判范圍內(nèi)共安裝2 1 個孔板流量計，其中第五2評判單元2 個，第六評判單元5 個，第七評判單元12個，第八評判單元2個。評判范圍內(nèi)施工的穿層鉆孔抽采負壓為37～46kPa。根據(jù)抽采量統(tǒng)計結(jié)果，截至2018年4月13日，評判范圍瓦斯抽采純量共為427968m3。

三、區(qū)域防突措施效果檢驗

1.效檢范圍

本次區(qū)域效檢范圍為25011下副巷切眼向北372～872m，走向長度500m，區(qū)域效檢范圍由A-B-C-D共4個坐標點的連線圈定：A（38422065.6，3810359.6），B（38422134.4，3810893.3），C（38422194.8，3810885.0），D（38422127.1，3810387.1）。

2.效檢方法

根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中的相關(guān)規(guī)定進行效檢。

3.效檢指標和臨界值的確定

根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》《河南省強化煤礦安全生產(chǎn)暫行規(guī)定》《河南省煤礦防治煤與瓦斯突出十項措施》等文件中的相關(guān)規(guī)定，確定瓦斯區(qū)域防突措施的效檢指標和臨界值。

告成煤礦未對提前抽取煤體瓦斯的區(qū)域防突措施效果檢驗的指標臨界值進行試驗考察確定，也無煤層始突深度處的瓦斯壓力或瓦斯含量取值，根據(jù)以上相關(guān)文件規(guī)定要求，本次25011下副巷區(qū)域防突措施效果檢驗采用殘余瓦斯含量和殘余瓦斯壓力指標，效檢達標臨界值分別為6m3/t和0.6MPa。

4.防突措施效果檢驗測點設計

（1）設計檢驗測點。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》《鄭煤集團公司關(guān)于印發(fā)礦井瓦斯防治補充管理制度和技術(shù)要求的通知》設計效果檢驗測點。

（2）測試方法。瓦斯含量嚴格按照GB/T23250-2009《煤層瓦斯含量井下直接測定方法》，瓦斯壓力嚴格按照AQ/T1047-2007《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法》進行測試。

（3）瓦斯含量取樣鉆孔布置。按照上述規(guī)定，結(jié)合效檢區(qū)域?qū)嶋H情況，在本次效檢區(qū)域設計18個殘余瓦斯含量測點，全部采用穿層鉆孔布置，孔徑為94mm。

（4）瓦斯壓力測試點布置。按照上述規(guī)定，結(jié)合效檢區(qū)域?qū)嶋H情況，在本次效檢區(qū)域設計12個殘余瓦斯壓力測點，全部采用穿層鉆孔布置，孔徑為94mm。

5.防突措施效檢指標測定

（1）實測殘余瓦斯含量。25011下副巷區(qū)域效檢范圍內(nèi)共布置1 8 個殘余瓦斯含量測試點，殘余瓦斯含量最大值為5.0 2 m3/t（乘以校正系數(shù)1.11），小于區(qū)域效檢臨界值6m3/t，且測試鉆孔施工期間未出現(xiàn)噴孔、頂鉆或其他鉆孔瓦斯動力現(xiàn)象。

（2）實測殘余瓦斯壓力。25011下副巷區(qū)域效檢范圍內(nèi)共布置12個殘余瓦斯壓力測試點，實測壓力值分別為0.13MPa、0.15MPa、0.11MPa、0.13MPa、0.14MPa、0.14MPa、0.11MPa、0.13MPa、0.12MPa、0.11MPa、0.12MPa、0.12MPa，均小于區(qū)域效檢臨界值0.6MPa，且測試鉆孔施工期間未出現(xiàn)噴孔、頂鉆或其他動力現(xiàn)象。

四、防突措施效檢結(jié)果

效檢指標測點符合《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》《鄭煤集團公司關(guān)于印發(fā)礦井瓦斯防治補充管理制度和技術(shù)要求的通知》要求；殘余瓦斯含量最大值為5.02m3/t，小于區(qū)域效檢臨界值6m3/t；殘余瓦斯壓力最大值為0.15MPa（絕對瓦斯壓力），小于區(qū)域效檢臨界值0.6MPa；測試鉆孔施工期間未出現(xiàn)噴孔、頂鉆或其他動力現(xiàn)象。判定區(qū)域防突措施有效，消除了25011下副巷二1煤層的突出危險性。

五、相關(guān)建議

施工前應及時編制煤巷掘進安全技術(shù)措施，認真貫徹、嚴格落實。嚴格按照巷道設計中線、巷寬施工，效檢區(qū)域保留20m超前距。煤巷掘進過程中必須按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，采用兩個“四位一體”綜合防突措施進行防突工作和施工。掘進過程中加強超前探測，加強瓦斯地質(zhì)分析，若發(fā)現(xiàn)瓦斯異常、煤層賦存發(fā)生較大變化或遇斷層，應及時分析原因，同時采取針對性措施。未盡事宜嚴格按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》進行。

六、結(jié)語

25011下副巷區(qū)域效檢范圍內(nèi)采取了瓦斯鉆孔提前抽取的區(qū)域防突措施后，消除了該區(qū)域內(nèi)煤體瓦斯突出危險，區(qū)域防突措施效果檢驗有效，確保了礦井的安全生產(chǎn)。