[摘 要]新義礦業(yè)為煤與瓦斯突出礦井且不具備開采保護(hù)層進(jìn)行區(qū)域瓦斯治理的條件，為了合理確定底板抽放巷與煤層間的垂距、平距及布置方式，運(yùn)用理論分析得出新義礦業(yè)12020軌道順槽底板抽放巷為內(nèi)錯(cuò)、垂距為8-10m、平距為6m的布置方式；并詳細(xì)介紹了新義礦業(yè)底抽巷運(yùn)用“瓦斯抽放+水力沖孔”治理瓦斯的方法。對(duì)于條件類似礦井的瓦斯治理具有借鑒及指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞]突出煤層；底板抽放巷；層位；瓦斯治理；數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)：TD713.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）29-354-01

1 概述

新義礦業(yè)為煤與瓦斯突出礦井，根據(jù)2009年開始實(shí)施的《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的有關(guān)要求，針對(duì)礦井的實(shí)際開采情況，提出“區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補(bǔ)充”和“不掘突出頭、不采突出面”的理念，強(qiáng)調(diào)突出煤層必須采取區(qū)域綜合防突措施，加大對(duì)瓦斯突出的治理力度，并達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行作業(yè)。由于礦井井田范圍內(nèi)只有二1煤層可采，所以，不具備開采保護(hù)層實(shí)現(xiàn)區(qū)域消突的條件，只能采取布置底板抽放巷，利用穿層鉆孔對(duì)煤層瓦斯進(jìn)行預(yù)抽進(jìn)行消突。所以，合理選著底板抽放巷的層位對(duì)保證瓦斯抽放效果及降低巷道維修費(fèi)用具有重要的意義。

2 礦井地質(zhì)概況

新義公司井田屬新安煤田，一水平標(biāo)高-305m、埋深達(dá)到700m，井田內(nèi)可采煤層僅有山西組的二1煤，其它煤層均不可采。二1煤層厚度變化大，具有短距離內(nèi)急劇變化的特點(diǎn)，煤層厚度0～15.47m，平均4.81m，煤層平均傾角5°，煤體極其松軟、硬度系數(shù)f值平均僅0.2，屬大采深三軟煤層。煤層偽頂為泥巖和炭質(zhì)泥巖，厚度0-1.3m，局部發(fā)育；直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度2-6m，不穩(wěn)定，老頂為細(xì)砂巖或中砂巖，厚度≥6m；直接底為粉砂巖，厚度6-10m；老底為硅質(zhì)泥巖，平均厚度2.5m，硬度系數(shù)f>10。礦井煤層絕對(duì)瓦斯涌出量為21.71m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量9.38m3/t，為煤與瓦斯突出礦井，二1煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，屬不易自燃煤層。

3 底抽巷布位置選擇

3.1 底抽巷位置選擇的理論依據(jù)

一、層位及垂距的選擇

根據(jù)12020工作面實(shí)際地質(zhì)情況，在煤層底板存在一層比較穩(wěn)定的粉砂巖，厚度平均約為8m，老底為硅質(zhì)泥巖，硬度大，不易布置底抽巷，所以，考慮到巖層層位、與煤層安全距離及巷道掘進(jìn)的難易程度，將底抽巷布置在粉砂巖層中，與煤層底板保持6-10m的安全距離。

二、內(nèi)外錯(cuò)布置選擇

由于工作面北部為井田邊界，而且底板抽放巷內(nèi)錯(cuò)布置時(shí)，當(dāng)工作面采過后，底抽巷處于采空區(qū)下方，巷道始終處于卸壓狀態(tài)，利于底抽巷的維護(hù)。所以，將底抽巷布置選擇為內(nèi)錯(cuò)布置，

三、底抽巷平距的選擇

實(shí)踐表明，煤層透氣性系數(shù)、鉆孔抽采負(fù)壓、鉆孔密度等因素與煤層預(yù)抽瓦斯的效果密切相關(guān)，只是影響程度有所不同。經(jīng)過采動(dòng)過后的煤層，煤層的滲透系數(shù)急劇增加，煤層瓦斯?jié)B流速度增大，瓦斯涌出量也隨之增加。因此，在選擇底抽巷水平距離時(shí)，要充分考慮到底抽巷對(duì)欲掘進(jìn)煤巷位置極其附近的卸壓作用，卸壓越充分越有利于瓦斯抽放及煤巷的安全快速掘進(jìn)。

3.2 底抽巷的布置形式

12020工作面軌道順槽底抽巷設(shè)計(jì)長度627m，布置在二1煤層底板的粉砂巖中，與軌道順槽呈內(nèi)錯(cuò)布置，錯(cuò)距（中—中）6m，掘進(jìn)過程中巷道頂板距二1煤層底板保持8-10m的安全巖柱，設(shè)計(jì)長度579.3m，如圖1為12020工作面軌道順槽底抽巷的實(shí)際布置情況。其主要作用是通過穿層鉆孔預(yù)抽軌道順槽條帶煤層瓦斯，保證12020軌道順槽安全掘進(jìn)。軌道順槽底板巷每隔30m布置1個(gè)鉆場，在鉆場內(nèi)布置鉆孔，進(jìn)行沖孔并連管預(yù)抽皮帶順槽瓦斯。

4 底抽巷防突設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

12020軌道順槽區(qū)域防突措施采用穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯+水力沖孔卸壓增透區(qū)域防突措施，具體設(shè)計(jì)如下：

1、鉆孔控制范圍：控制巷道兩幫各15m，總控制寬度36m，兩鉆場間距為30m，鉆孔控制交叉距為5m，控制長度為35m。則措施孔控制范圍為36×35m。

2、孔底間排距及鉆孔數(shù)量：根據(jù)水力沖孔經(jīng)驗(yàn)，鉆孔水力沖孔后近3天的有效影響半徑在6m—8m之間。因此，在軌道順槽兩幫15m范圍內(nèi)，采用間距6m的網(wǎng)格式?jīng)_孔+抽放鉆孔（鉆孔間距為終孔點(diǎn)間距）。根據(jù)底板巷掘進(jìn)進(jìn)度，穿層鉆孔施工設(shè)計(jì)方式分兩種，具體如下：

（1）有鉆場的巷道段鉆孔布置：每個(gè)鉆場內(nèi)布置7排、6列，共42個(gè)孔，孔徑133mm，具體施工見圖4所示。

（2）沒有鉆場的巷道段鉆孔布置：在正巷每6m布置1列鉆孔，每列7個(gè)鉆孔。

通過從底板抽放巷穿層鉆孔瓦斯抽放量及12020工作面軌道順槽掘進(jìn)過程中煤體殘余瓦斯含量及瓦斯涌出量三個(gè)方面檢驗(yàn)抽放效果。一、通過現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)分析，鉆場中鉆孔控制交叉距為5m，抽放時(shí)間為兩個(gè)月，共抽放瓦斯量為21.3×104m3，抽放率達(dá)到50%，效果較好；二、通過對(duì)軌道順槽掘進(jìn)期間煤壁前方殘余瓦斯含量進(jìn)行測定（共測15個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)的進(jìn)尺為30m），所測15次殘余瓦斯含量的平均結(jié)果為6.5m3.t-1；三、掘進(jìn)過程中，順槽掘進(jìn)頭的瓦斯?jié)舛葹?.5%，通過以上數(shù)據(jù)表明，新義礦業(yè)12020工作面軌道順槽進(jìn)行底板抽放巷穿層鉆孔抽放瓦斯的效果比較理想，有效的保證了巷道快速、安全掘進(jìn)。

5 結(jié)論

一、根據(jù)新義礦業(yè)的實(shí)際瓦斯地質(zhì)條件，運(yùn)用理論分析對(duì)底抽巷在新義礦業(yè)的布置進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出新義礦業(yè)12020軌道順槽底抽巷為內(nèi)錯(cuò)、垂距為8-10m、平距為6m的布置方式。

二、新義礦業(yè)采取“瓦斯抽放+水力沖孔”的工程方法，取得了良好的抽放效果，對(duì)于條件類似礦井的瓦斯治理具有借鑒及指導(dǎo)意義。

作者簡介

趙漢青（1984-），男，河南新鄉(xiāng)人，工程師，現(xiàn)新義礦業(yè)有限公司生產(chǎn)科從事技術(shù)管理工作。