李兆森

（汾西礦業(yè) 雙柳煤礦，山西 柳林 033300）

1 瓦斯治理面臨的困難

中興煤礦以往采用高抽巷抽采+本煤層抽采+鄰近層抽采+采空區(qū)沿空留巷留墻埋管等瓦斯治理方法對工作面瓦斯進行綜合治理。通過對工作面回采期間抽采效果和風流瓦斯?jié)舛鹊膶Ρ确治?，工作面回采期間抽采量為13 m3/min左右 （其中高抽巷抽采濃度達到20%以上，抽采量達到7 m3/min以上），抽采效果明顯；但由于高抽巷主要作用為抽采工作面裂隙帶瓦斯 （在單一煤層中瓦斯治理效果顯著），而中興煤礦所采的2#煤層距下鄰近4#煤層平均層間距僅為3 m（經(jīng)現(xiàn)場測定和工作面瓦斯來源分析，2#煤層回采過程中下鄰近4#煤層的瓦斯涌出量約占工作面總瓦斯涌出量的40%左右）；故在工作面回采過程中，下鄰近層大量卸壓瓦斯一部分隨工作面風流釋放到工作面和回風巷內，另一部分隨著工作面逐步推進涌入采空區(qū)和裂隙帶內。雖現(xiàn)巷道內施工有下鄰近層鉆孔，但由于鉆孔為負角度鉆孔，孔內積水和煤渣處理難度大，致使抽采效果差，瓦斯治理效果差。

2 概況

中興煤業(yè)位于山西省呂梁市交城縣嶺底鄉(xiāng)境內，井田東西長約5.5 km，南北寬約4 km，面積19.8625 km2，地質儲量2.8億噸，可采儲量為2.0億噸，可采煤層為2#、4#、5#、6#、8#、9#煤層。其中2#、4#、5#為上組煤，6#、8#、9#為下組煤，劃分為+760 m、+680 m兩個水平開采，現(xiàn)開采+760 m水平2#煤層，其它煤層均未開采，且5#煤層在井田內中部到西部與4#煤合并。礦井為高瓦斯礦井，2017年瓦斯等級鑒定結果為：瓦斯相對涌出量為21.67 m3/t，絕對涌出量為55.10 m3/min，CO2相對涌出量為4.94 m3/t， 絕對涌出量為12.56 m3/min。煤塵均具有爆炸危險性，2#煤層自然發(fā)火等級為自燃（II級），礦井水文類型為中等，屬帶壓開采礦井，正常涌水量為20 m3/h，最大涌水量為30 m3/h。

圖1 3217底抽巷與3215工作面位置

3215工作面井下位于三采區(qū)北翼，東面為3213工作面（已采），南面為三采區(qū)總回風大巷、軌道大巷、皮帶大巷，西面為3217工作面（已掘）。工作面沿2#煤頂板推進，2#煤位于山西組中部，4#煤上部3 m左右，工作面煤厚1.7～2.3 m，平均2.1 m，屬中厚煤層，是井田較穩(wěn)定地段，煤層結構簡單，有時含一層夾矸，工作面大部分穩(wěn)定可采，黑色，屬中灰、低中硫的瘦煤、焦煤，煤層傾角為2°～10°，平均傾角7°。工作面傾斜長190 m，可采走向長度1595 m，可采儲量0.859 Mt。根據(jù)現(xiàn)場測定推算，預計工作面絕對瓦斯涌出量為40.3 m3/min。

3217底抽巷位于3215工作面西側，沿6#煤層掘進，6#煤層上距2#煤層27 m，底抽巷布置有鉆場，在鉆場內施工穿層鉆孔對上覆4#煤層瓦斯進行預抽，3217底抽巷共計掘進700 m。

3 底抽巷抽采的可行性分析

1）高抽巷瓦斯治理模式只可服務于一個回采工作面，服務年限短；而底抽巷既可解決2#煤層2個回采工作面，同時還可對4#、6#、8#、9#煤層瓦斯進行提前預抽，且可作為8#、9#煤層工作面的高抽巷使用，服務年限長。

2）隨著礦井采掘部署向井田西部的逐漸延伸，煤層瓦斯含量和瓦斯壓力也將隨之增大，甚至超過臨界值，通過底抽巷穿層鉆孔可對采掘范圍內煤層瓦斯進行超前治理，確保工作面的安全生產(chǎn)。

4 3215工作面采用底抽巷瓦斯治理效果

4.1 3217底抽巷情況

3217底抽巷共計掘進700 m，布置在3215工作面前半部，3215工作面初期開采階段（700～1595 m范圍內）沒有底抽巷，在推進過程中逐漸進入底抽巷覆蓋范圍，3217底抽巷每隔60 m布置一個鉆場，每個鉆場施工10個穿層鉆孔進行瓦斯預抽。

4.2 抽采效果比較

底抽巷穿層鉆孔銜接前，底抽巷抽采支管濃度為13%～17%，平均抽采標量為2～3 m3/min；3215工作面與底抽巷穿層鉆孔銜接后，底抽巷抽采支管濃度提高到30%～40%，平均抽采標量為8.13～8.37m3/min；最大抽采標量達到了9.36m3/min；且2/3的單孔濃度均達到了70%～80%，如表1所示。

圖2 3217底抽巷巷道及鉆孔剖面

4.3 工作面、回風巷瓦斯?jié)舛茸兓闆r

3215工作面與底抽巷銜接后，鄰近層的瓦斯涌出量明顯減少，工作面底板冒氣泡現(xiàn)象全部消除，工作面瓦斯?jié)舛扔稍鹊?.4%～0.5%下降至0.2%左右，4#煤層卸壓瓦斯涌出問題徹底消除。3215工作面采空區(qū)及其回風流的瓦斯?jié)舛纫裁黠@大幅下降，回風流瓦斯?jié)舛扔稍鹊?.6%～0.7%下降至0.5%以下，如表1所示。

表1 3215底抽巷銜接前后抽采濃度與抽采量對比

工作面風排瓦斯量由原先的14 m3/min以上下降至8 m3/min左右，下降了6 m3/min；工作面的配風量由也原先的2000 m3/min下降至1600 m3/min左右，且工作面的瓦斯?jié)舛确€(wěn)定在0.3%左右，回風流瓦斯?jié)舛确€(wěn)定在0.5%以下，使工作面的通風能力和安全生產(chǎn)系數(shù)大大提高。由于利用底抽巷穿層鉆孔對3215工作面下鄰近煤層群瓦斯的有效攔截，3215工作面的瓦斯抽采量及抽采率顯著提高，銜接后3215工作面的瓦斯抽采標量平均為16 m3/min左右，風排瓦斯量平均為5 m3/min左右，抽采率由原先的43%提高至66%以上。加之底抽巷穿層鉆孔對工作面下鄰近煤層賦存瓦斯的提前預抽，工作面的總瓦斯涌出量也逐步減少。

4.4 抽采評判結果

3217底抽巷對3215工作面上下煤層預抽時間為1613天，3215工作面通過底抽巷及其他抽采方法綜合預抽，3215工作面2#煤瓦斯殘余量最大值為3.15 m3/t，4#煤瓦斯殘余量最大值為4.17 m3/t各測點殘余瓦斯含量均低于區(qū)域預測的臨界值（W≥8 m3/t），2#煤殘壓最大值為0.27 MPa，4#煤殘壓最大值為0.44 MPa，各測點殘壓均低于區(qū)域預測的臨界值（P≥0.74 MPa），評判3215工作面預抽瓦斯效果達標。

5 結語

通過分析中興煤礦瓦斯治理面臨的困難，分析了3217底抽巷抽采效果，實踐證明，采用底抽巷抽采瓦斯，2#煤層工作面回采過程中，下覆的4#煤層瓦斯涌出量大大減少，保證了工作面的安全生產(chǎn)。