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(jì)、鉆孔封孔及瓦斯抽采，并對(duì)工作面回采區(qū)域鉆孔施工情況、消突及瓦斯抽采效果進(jìn)行分析，對(duì)單一突出危險(xiǎn)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(tuán)首山一礦礦井設(shè)計(jì)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(gè)采區(qū)；通風(fēng)方式為中央分列抽出式，主井、副井和中央進(jìn)風(fēng)井3條進(jìn)風(fēng)井，1條中央回風(fēng)井回風(fēng)，形成三進(jìn)一回，通風(fēng)系統(tǒng)可靠；采煤方法為走向長(zhǎng)壁一次采全高采煤法。由于首山一礦不具備保護(hù)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(jìn)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(dá)2.4m（6個(gè)月）。

控制區(qū)域內(nèi)瓦斯儲(chǔ)量：穿層鉆孔預(yù)抽機(jī)巷煤層瓦斯控制區(qū)域走向長(zhǎng)度為1293m，傾向長(zhǎng)度為35m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計(jì)算鉆孔覆蓋區(qū)域煤層瓦斯儲(chǔ)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(zhǎng)度為1298m，傾向長(zhǎng)度為35m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計(jì)算鉆孔覆蓋區(qū)域煤層瓦斯儲(chǔ)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(zhǎng)度為35m，傾向長(zhǎng)度為232m，平均煤厚為4m，煤的比重1.44t/m3，計(jì)算鉆孔覆蓋區(qū)域煤層瓦斯儲(chǔ)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(chǔ)量為315.06×104m3，預(yù)抽期為13個(gè)月，累計(jì)抽放量為98.64×104m3，則預(yù)抽率為31.31%；預(yù)抽機(jī)巷煤層瓦斯鉆孔控制區(qū)域內(nèi)瓦斯儲(chǔ)量為313.84×104m3，預(yù)抽期為14個(gè)月，累計(jì)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(chǔ)量為56.31×104，預(yù)抽期為8個(gè)月，累計(jì)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(yàn)證鉆孔，對(duì)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(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，在煤巷條帶每間隔50m布置1個(gè)檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)，檢驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)位于掘煤巷工作面的中間，12061機(jī)巷抽放巷和中間抽放巷分別施工26個(gè)區(qū)域效檢孔，切眼抽放巷施工5鉆孔個(gè)區(qū)域效檢孔，共施工57個(gè)區(qū)域效檢鉆孔，測(cè)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(dòng)力現(xiàn)象。經(jīng)實(shí)測(cè)，57個(gè)測(cè)點(diǎn)殘余瓦斯含量在4.63～6.5之間。

1 消突效果驗(yàn)證

掘進(jìn)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(zhǎng)抽放時(shí)間，加強(qiáng)防突措施。掘進(jìn)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(píng)價(jià)

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

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

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

（4）12061機(jī)巷鉆孔工程量：設(shè)計(jì)鉆孔550個(gè)，施工到巷道750～870m范圍內(nèi)個(gè)別鉆孔出現(xiàn)噴孔、夾鉆、響煤炮等異?，F(xiàn)象，對(duì)異常區(qū)域補(bǔ)打鉆孔12個(gè)，實(shí)際共施工562個(gè)，所用鉆孔深度均大于70m，合計(jì)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(gè)，總鉆孔量150717m，噸煤鉆孔量0.23m/t，控制工作面整個(gè)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(jìn)行封閉；當(dāng)壓力達(dá)到2.5MPa時(shí)，注漿管中間爆破閥爆破，再將鉆孔兩個(gè)囊袋中間的部分充滿，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多層密封，進(jìn)行瓦斯抽采。

（2）封孔方法：由外向里依次下入一根長(zhǎng)度為8m并套有專用封孔器的聚乙烯封孔管，一根2m長(zhǎng)的PVC實(shí)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(dá)到30%以上，區(qū)域效檢鉆孔施工過程順利，不存在“夾、頂、噴”動(dòng)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(jìn)期間，采用復(fù)合指標(biāo)法驗(yàn)證切眼無突出危險(xiǎn)性，中間煤巷和機(jī)巷基本消除突出危險(xiǎn)性，只有個(gè)別構(gòu)造帶等出現(xiàn)突出危險(xiǎn)點(diǎn)，采取補(bǔ)孔延長(zhǎng)抽放等加強(qiáng)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(dá)到41.9%，通過實(shí)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(yàn)證了順層鉆孔消除了回采區(qū)域煤層的突出危險(xiǎn)性。

參考文獻(xiàn)

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