杜楷+陳志平

摘 要：本文通過(guò)分析大興煤礦火成巖侵入對(duì)煤層區(qū)域及瓦斯賦存的影響，有針對(duì)性地制定了瓦斯防治措施，取得了很好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：火成巖侵入；煤與瓦斯突出；綜采工作面

引言

大興煤礦主采7-2煤層為突出煤層，受火成巖侵入影響，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，瓦斯壓力大、瓦斯含量高。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析特殊地質(zhì)構(gòu)造條件的工作面瓦斯涌出來(lái)源，提出有針對(duì)性的瓦斯異常解決方法，將對(duì)提升綜采工作面的產(chǎn)能、保障工作面安全生產(chǎn)具有重要意義。

一、試驗(yàn)區(qū)概況

南五709綜采工作面位于南五采區(qū)中北部，工作面走向長(zhǎng)810m，傾斜寬190m。開(kāi)采煤層厚1.90～6.95m，由于受火成巖巖床侵入影響，工作面走向北側(cè)和南側(cè)煤厚差異性較大。北側(cè)受火成巖侵入影響，7煤層被火成巖一分為二，上部為7-2上煤層，厚度一般為1.20m，大部分為天然焦。下部為7-2煤層，煤層厚度一般為3.24m，采煤工作面布置在7-2煤層。

二、火成巖侵入煤層影響因素分析

（一）火成巖侵入對(duì)煤層的影響

火成巖侵入對(duì)煤層的影響主要表現(xiàn)在以下三方面：

（1）機(jī)械破壞：巖漿溢出時(shí)具有一種上沖的拱力，作用在沉積蓋層上，其范圍主要在巖漿管道溢出附近，使煤層移位或使煤層的連續(xù)性遭到破壞。

（2）吞蝕熔化：巖漿順煤層頂板流動(dòng)時(shí)，可以將全部或一部分煤層熔化，造成煤層消失或厚度異常。

（3）烘烤變質(zhì)：巖漿侵入煤層在冷凝過(guò)程中放出大量揮發(fā)物和水蒸氣，以及巖漿本身的高溫對(duì)煤層烘烤產(chǎn)生熱變質(zhì)現(xiàn)象，使煤層故有的變質(zhì)規(guī)律遭到破壞，形成了以侵入體為中心的分帶現(xiàn)象，使本井田產(chǎn)生數(shù)量較多的不粘煤以及天然焦等。

（二）火成巖侵入后使煤層瓦斯含量增大

與巖體接觸的煤層發(fā)生熱變質(zhì)作用，改變了煤質(zhì)、煤體物理力學(xué)性質(zhì)等。熱變質(zhì)煤煤階升高同時(shí)，伴生大量瓦斯，且火成巖床及其作用下的不同程度熱變質(zhì)煤封蓋作用明顯，造成煤層瓦斯含量明顯增大。

（三）局部區(qū)域瓦斯涌出強(qiáng)度增大

火成巖侵入后使煤層遭受破壞，局部形成構(gòu)造軟煤分層，同時(shí)改變了煤體本身的裂隙系統(tǒng)和吸附—解吸性能，表現(xiàn)為煤層水分和透氣性降低，受采動(dòng)影響，破落煤炭、新暴露煤壁及圍巖遭受破壞時(shí)，瓦斯瞬時(shí)涌出強(qiáng)度變大。

（四）火成巖以巖床形式侵入對(duì)瓦斯的圈閉作用

由于火成巖比較致密、透氣性差，對(duì)煤層瓦斯形成圈閉作用，如南五709工作面7-2層被火成巖侵入后分成上、下兩層，主采下分層時(shí)瓦斯涌出量較大即為不易逸散導(dǎo)致。

三、綜采工作面瓦斯涌出規(guī)律分析

工作面正常開(kāi)采期間本煤層瓦斯涌出量為2.65m3/t，占總涌出量的17%；7-2上幅煤層瓦斯涌出量為5.8m3/t，占總瓦斯涌出量的37.2%，下鄰近9煤層瓦斯涌出量為7.15m3/t，占總瓦斯涌出量的45.8%。

就風(fēng)排量來(lái)看，7-2上幅煤層受采動(dòng)影響，瓦斯涌出占風(fēng)排瓦斯量的40.1%。其為火成巖床侵入而形成的復(fù)合型煤層上幅煤，采動(dòng)后極易垮落釋放大量瓦斯，其垮落位置距離工作面較近，極易涌出作業(yè)空間。為解決瓦斯超限問(wèn)題重點(diǎn)治理對(duì)象。

四、復(fù)雜開(kāi)采條件下綜采工作面瓦斯治理方法

根據(jù)上述瓦斯涌出統(tǒng)計(jì)結(jié)果，南五709工作面本煤層瓦斯涌出占17.0%，鄰近層瓦斯涌出占83.0%，瓦斯涌出主要來(lái)源于鄰近煤層的卸壓瓦斯。在治理瓦斯時(shí)不僅要考慮本煤層瓦斯治理措施，著重要解決鄰近層瓦斯涌出問(wèn)題。為此，該工作面回采時(shí)主要采用以下瓦斯治理措施：

（1）頂板瓦斯道抽采措施

南五709工作面頂板瓦斯道全長(zhǎng)797m，與回順平距32～52m，與7-2煤層垂距30～40m。高位巷采取一次性封閉，密閉引兩趟直徑300mm抽采管路，抽采鄰近層卸壓瓦斯。

抽采瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)到35～100%，抽放混量38～48m3/min，抽放純量17～48m3/min，抽采效果顯著。

（2）高位鉆孔抽采措施

在工作面回順施工鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)內(nèi)布置5～8個(gè)鉆孔；鉆孔終孔距煤層頂板15～25m，水平距回順軟幫20～30m范圍內(nèi)均勻布孔，壓茬20m。

抽采瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)到5～80%，抽放混量5～9m3/min，抽放純量0.5～3m3/min，抽采效果顯著。

（3）本煤層邊采邊抽措施

在工作面運(yùn)順、回順布置順層鉆孔進(jìn)行采前預(yù)抽、邊采邊抽，預(yù)抽鉆孔覆蓋整個(gè)工作面，鉆孔間距為3～5m，鉆孔封孔長(zhǎng)度不小于5m，鉆孔可采用平行鉆孔或交叉鉆孔布置。

工作面回采時(shí)，為解決局部由于特殊地質(zhì)構(gòu)造或火成巖侵入影響區(qū)的瓦斯異常涌出而引起瓦斯超限問(wèn)題，可動(dòng)態(tài)采取淺孔抽采，孔深10～25m，孔徑Φ76。在工作面回順輔設(shè)一路直徑不小于100mm抽采管路，與本煤層順鉆孔聯(lián)通，并入永久抽采系統(tǒng)。

五、結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)頂板冒落前后的瓦斯涌出變化來(lái)定量分析瓦斯來(lái)源的分析方法具有簡(jiǎn)單、方便和準(zhǔn)確性，可為工作面通風(fēng)管理、抽放瓦斯等提供決策依據(jù)。

（2）火成巖侵入?yún)^(qū)域煤質(zhì)發(fā)生變化，瓦斯壓力、瓦斯含量增高，且煤層具有突出危險(xiǎn)性，在進(jìn)行采掘活動(dòng)時(shí)必須采取切實(shí)有效的瓦斯治理措施，保障礦井安全生產(chǎn)。

（3）本區(qū)瓦斯治理有效手段可為類似條件的采掘工作面借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡立國(guó)，王德民，陳志平.火成巖侵入?yún)^(qū)高瓦斯煤層開(kāi)采瓦斯綜合治理技術(shù)[J].煤炭工程，2009.05.

[2]呂明飛，陳志平.綜放采空區(qū)下近距離煤層開(kāi)采通風(fēng)安全技術(shù)[J].煤礦安全，2011.06.endprint