摘 要:鄭煤集團超化煤礦煤層存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象,尤其是地質構造不穩(wěn)定、結構變化很頻繁瓦斯難以釋放,為了保證31021工作面正?;夭?,根據(jù)抽放效果資料的分析,采用了高位鉆孔和傾向高位鉆孔抽放裂隙帶瓦斯專項措施,使工作面上隅角瓦斯?jié)舛冉档?.5%以下,回風流中的瓦斯?jié)舛纫恢苯档?.3%左右。
關鍵詞:走向長壁采煤法;地質構造不穩(wěn)定;瓦斯難以釋放;位鉆孔抽放
1 工作面概況
超化煤礦屬于高瓦斯礦井,采用走向長壁采煤法。工作面切巷斜距133m,走向可采長度970m,平均煤厚4.5m,傾角22°,容重1.45t/m3,回采率93%,可采儲量計算為80.6萬噸,設計生產(chǎn)能力7.5萬噸/月,可采期11個月,推進度90m/月。該面煤層東厚西薄,厚度在0.5~13.0m之間,平均煤厚4.5m,煤層走向74~110°,傾向164~200°,傾角16~32°,平均傾角22°。工作面東部局部區(qū)域夾矸發(fā)育,夾矸厚厚度0~6.5m,巖性為炭質泥巖;工作面西部局部區(qū)域煤層較薄,煤厚小于1.30m。底抽巷及下付巷聯(lián)巷施工層位為二1煤層、煤層底板泥巖、砂質泥巖及L7-8灰?guī)r,巷頂距煤層法線距離0~20.0m。
31021工作面煤層整體上呈現(xiàn)一單斜構造型態(tài)。31001工作面下付巷掘進時揭露了F22、F23正斷層,31021工作面上付巷掘進時預計將會揭露以上兩條正斷層,將造成31021工作面上付巷掘進時打底或丟底煤。根據(jù)31041上、下付巷及22121(西)炮采面下付巷掘進期間已揭露的地質資料分析,預計31021底抽巷、下付巷聯(lián)巷、下付巷及切巷掘進期間不會揭露斷裂構造。瓦斯?jié)舛雀哌_3.2%,突出指標qmax都在臨界值以上,前后共發(fā)生三次瓦斯動力現(xiàn)象?;夭沙跗冢ぷ髅婊仫L流瓦斯?jié)舛葹?.36%,上隅角瓦斯?jié)舛葹?.38%,瓦斯的抽采純量大致在2~4.2m3/min,盡管回采期間采取了一些措施,如增加風量、減小煤層的抽采半徑、采空區(qū)用檔風簾、降低采煤機運行速度等。
2 走向高位鉆孔抽放情況分析
2.1 鉆孔設計(見圖1)
1#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板10m,距上切口以下30m,施工深度90m,護孔深度45m,封孔深度9m;2#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板14m,距上切口以下20m,施工深度90m,護孔深度78m,封孔深度9m;3#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板17m,距上切口以下8.5m,施工深度84m,護孔深度60m,封孔深度9m。
2.2 抽放效果分析
1#鉆孔隨著工作面的推進,鉆孔距煤層頂板間距越來越小,瓦斯抽放濃度總體上呈增加趨勢。1#孔在距煤層頂板小于6m時瓦斯抽放濃度成持續(xù)增加趨勢,截止12月11日8點班,1#孔距煤層頂板3.5m,瓦斯抽放濃度47.8%。
2#鉆孔隨著工作面的推進,鉆孔距煤層頂板間距越來越小,瓦斯抽放濃度呈增加趨勢。2#孔在距煤層頂板小于7m時瓦斯抽放濃度增加趨勢較為明顯,截止12月11日8點班,2#孔距煤層頂板4.0m,瓦斯抽放濃度29.6%。
2#高位鉆孔瓦斯抽放濃度與距煤層頂板間距的關系。
3#鉆孔隨著工作面的推進,鉆孔距煤層頂板間距越來越小,瓦斯抽放濃度呈增加趨勢。3#孔在距煤層頂板小于1m時瓦斯抽放濃度大于10%,截止12月11日8點班,3#孔距煤層頂板5.0m,瓦斯抽放濃度21.6%。
1#高位鉆場內(3個高位孔)瓦斯抽放濃度及流量隨著工作面的推進,二者均呈增加趨勢。當高位鉆孔距煤層頂板間距小于7m(平均值),鉆孔的抽風濃度及流量增加趨勢明顯,截止12月11日8點班,1#高位鉆場鉆孔距煤層頂板間距為4.7m,鉆場瓦斯抽放濃度18.6%,瓦斯流量為2.83m3/min。
2.3 結論
高位鉆孔終孔距煤層間距6~11m時抽放濃度較好,其中距上隅角越近鉆孔終孔距煤層頂板間距越大。由鉆孔瓦斯流量分析認為,鉆孔終孔距煤層頂板間距小于7m時抽放流量增加趨勢明顯。
3 傾向高位鉆孔抽放情況分析
3.1 鉆孔設計(見圖1)
補1#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板30m,距切巷初采位置35m,施工深度35m,護孔深度33m,封孔深度12m;2#鉆孔鉆孔終孔距煤層頂板20m,距切巷初采位置35m,施工深度57m,護孔深度51m,封孔深度15m。
3.2 結果分析
補1#瓦斯抽采濃度隨著工作面的推進首先呈增加趨勢,然后呈下降趨勢,當距工作面切巷達到29m時抽放瓦斯?jié)舛冗_到最大值。2#瓦斯抽采濃度隨著工作面的推進首先呈增加趨勢,然后呈下降趨勢,當距工作面切巷達到23m時抽放瓦斯?jié)舛却蟠笞畲笾怠?/p>
3.3 結論
鉆孔終孔距煤層頂板越高控制范圍越長,補1#孔終孔距煤層頂板30m,此孔距工作面切巷29m時瓦斯?jié)舛冗_到最大值;2#孔終孔距煤層頂板20m,此孔距工作面切巷23m時瓦斯?jié)舛冗_到最大值。
4 高位鉆孔和傾向高位鉆孔抽放
為了保證工作面正?;夭?,抽放隊負責維護抽放系統(tǒng),并且將施工完好的鉆孔進行連孔抽放。通風科或通風負責保證工作面正常風量的需要防止瓦斯超限。由瓦檢工負責檢測31021工作面瓦斯?jié)舛茸兓闆r,并且對探頭數(shù)據(jù)顯示情況進行觀察,如有變化不穩(wěn)定或較大時及時向通風調度匯報,同時向通風科值班科長(通風隊值班人員匯報)。立即停止采煤機或者其他作業(yè),后采取相應措施確保瓦斯不能超限。
5 結束語
在實施高位鉆孔抽采裂隙帶瓦斯、采用高位鉆孔和傾向高位鉆孔抽采采空區(qū)深部瓦斯等針對性瓦斯綜合治理措施后,工作面的瓦斯?jié)舛扔忻黠@降低,采空區(qū)瓦斯大部分通過抽采鉆孔排出,工作面上隅角的瓦斯?jié)舛冉档偷?.5%以下,回風流的瓦斯?jié)舛仍?.3%左右,完全符合《煤礦安全規(guī)程》的要求,高位鉆孔內抽采的瓦斯最高濃度達到58%左右,每個高位鉆場瓦斯抽采純量為2~8m3/min,達到預期的效果,保證工作面的正?;夭?,該工作面已安全回采3個月,完成每個月的生產(chǎn)計劃,未出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象,取得良好的效果。
作者簡介:湯明紅(1981,8-),男,河南省蘭考縣人,鄭州工業(yè)安全職業(yè)學院,大專,助理工程師,現(xiàn)從事防突技術管理工作。