趙明卿

（焦煤集團中馬村礦，河南 焦作 454000）

1 工作面概況及瓦斯地質(zhì)情況

1.1 工作面概況

中馬村礦211 西工作面位于211 采區(qū)西翼，北為東大巷，南臨-250 流水巷，西起29 東翼采空區(qū)，東至F211-9#斷層保護煤柱。工作面設(shè)計標高-107.8～ -200.8 m，地面標高+140.3～ +138 m，埋深為245.8～341.1 m。211 西工作面設(shè)計走向長72.8～102.5 m，傾斜寬328 m，煤厚0.5～8.4 m，平均為3.2 m，容重1.5 t/m3，工作面地質(zhì)儲量為15.5萬t。211 西工作面計劃采用傾斜長壁綜合機械化采煤法，全部垮落法管理頂板，工作面計劃日產(chǎn)量為1200～1500 t。工作面平面布置圖如圖1。

1.2 煤層賦存及地質(zhì)構(gòu)造情況

211 西工作面煤層厚度變化較大，且存在上下分層煤及夾矸現(xiàn)象，其中上分層煤厚0.5～8.4 m，平均約3.2 m；下分層煤厚0～4.6 m，平均約1.9 m；夾矸厚度0～11.5 m，平均厚度5.5 m。煤層傾角11°～17°，大部分13°，上、下分層煤夾矸自北向南逐漸變薄，上下分層煤逐漸合并為一層煤。煤層頂、底板巖性見表1。

211 西工作面所在區(qū)域總體呈單斜構(gòu)造，煤層產(chǎn)狀為N39°～58°E/NW ∠11°～17°，所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，斷層較發(fā)育，根據(jù)切眼、運輸巷及回風巷掘進及周邊地質(zhì)資料和物探資料顯示：該工作面所在范圍內(nèi)共發(fā)育F29-2、F29-3、F29-5、F29-6、F29-8、F29-9、F29-11 共計7 條斷層。斷層參數(shù)已調(diào)查清楚，未發(fā)現(xiàn)落差大于5 m 的斷層。

中馬村礦屬于煤與瓦斯突出礦井，211 西工作面采用“U”型通風，計劃配風量為800 m3/min，211 西工作面原煤瓦斯含量為14.30 m3/t，原始瓦斯壓力0.9 MPa。煤層吸附常數(shù)a=51.59 m3/t，b=0.857 MPa-1，孔隙率為4.5%。

2 211 西工作面瓦斯抽采鉆孔設(shè)計與施工

2.1 工作面瓦斯抽采鉆孔設(shè)計

為確保工作面瓦斯得到有效抽采，抽采鉆孔的控制范圍滿足要求，防止產(chǎn)生抽采空白帶，根據(jù)瓦斯賦存條件及煤層物理特性，確定工作面抽采鉆孔有效抽采半徑不大于3.74 m，鉆孔沖煤量不低于0.5 t/m，并以此設(shè)計各巷道抽采鉆孔參數(shù)如下：

（1）設(shè)計在211 西工作面運輸?shù)壮橄飪?nèi)施工穿層鉆孔掩護211 西工作面運輸巷及切眼，鉆孔組間距為4.3 m，列間距2.15 m。

（2）設(shè)計在211 西工作面回風底抽巷內(nèi)施工穿層鉆孔掩護211 西工作面回風巷，鉆孔組間距為4.3～6.5 m，列間距2.15～3.25 m。

（3）設(shè)計在211 西工作面回風巷內(nèi)施工順層鉆孔掩護211 西工作面回采上部區(qū)域，鉆孔組間距為4.3 m，列間距2.15 m。

（4）設(shè)計在211 西工作面運輸巷內(nèi)施工順層鉆孔掩護211 西工作面回采下部區(qū)域，鉆孔組間距為4.3 m，列間距2.15 m。

（5）設(shè)計在211 西工作面中間底抽巷內(nèi)施工穿層鉆孔掩護211 西工作面回采區(qū)域及停采線外不小于30 m 范圍，鉆孔組間距為4.3 m，列間距2.15 m。

為確保各巷道穿層鉆孔有效覆蓋工作面回采區(qū)域，保證無抽采空白帶，三條底抽巷鉆孔設(shè)計剖面如圖2、圖3、圖4。

圖2 211 西工作面中間底抽巷抽采鉆孔剖面圖（m）

圖3 211 西工作面運輸?shù)壮橄锍椴摄@孔剖面圖（m）

圖4 211 西工作面回風底抽巷抽采鉆孔剖面圖（m）

2.2 瓦斯抽采鉆孔施工情況

根據(jù)211 西工作面瓦斯抽采鉆孔設(shè)計，對各巷道抽采鉆孔嚴格按設(shè)計施工并統(tǒng)計鉆孔數(shù)量及進尺見表2。

表2 211 西工作面瓦斯抽采鉆孔施工統(tǒng)計表

211 西工作面回采范圍內(nèi)共施工抽采鉆孔3953個，鉆孔總進尺153 160.76 m。其中，穿層抽采鉆孔3517 個，總進尺123 630.76 m，施工順層抽采鉆孔436個，總進尺29 530 m。從抽采鉆孔竣工圖上看，該工作面回采范圍內(nèi)，鉆孔布置均勻，運輸巷底抽巷、回風底抽巷與中間底抽鉆孔均達到交叉控制，控制范圍滿足要求，施工符合設(shè)計要求，沒有抽采空白帶。

2.3 瓦斯抽采情況

為準確測量各瓦斯抽采鉆孔的煤層瓦斯抽采量，采用了鄭州光力科技有限公司的煤礦瓦斯抽采管網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)進行井下抽采計量，井下各抽采管路安裝CGWZ-100 管道瓦斯氣體綜合參數(shù)測定儀，地面監(jiān)控中心站實時監(jiān)控各測點的瓦斯?jié)舛?、流量壓力和溫度等參?shù)。211 西工作面各瓦斯抽采鉆孔抽出煤層瓦斯量統(tǒng)計見表3。

表3 211 西工作面各巷道抽出煤層瓦斯量統(tǒng)計表

211西工作面按規(guī)定進行了瓦斯抽采施工設(shè)計，共抽出煤層瓦斯量4 323 852.17 m3。

3 區(qū)域防突措施效果檢驗

3.1 效果檢驗的方法

根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求，采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時，以預(yù)抽區(qū)域的煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標或其他經(jīng)試驗證實有效的指標和方法進行措施效果檢驗[1-5]。211 西工作面進行抽采效果檢驗時，實測原始瓦斯含量、殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量均由焦煤公司科研所按照規(guī)定進行現(xiàn)場和實驗室測試。檢驗指標為：煤層殘余瓦斯含量小于6 m3/t，殘余瓦斯壓力小于0.6 MPa，且在施工測定鉆孔過程中未出現(xiàn)噴孔、頂鉆或其他動力現(xiàn)象。

3.2 防突措施效果檢驗情況

通過對211 西工作面劃分為4 個評判單元進行措施效果檢驗，共布置取樣孔45 個（含各斷層處取樣孔），取樣點63 個，所有煤樣實測結(jié)果均符合相關(guān)規(guī)定的要求，各評判單元實測瓦斯含量與反演殘余瓦斯壓力見表4。

表4 實測煤層殘余最大瓦斯含量與反演殘余壓力

通過表4 可看出，各評判單元最大實測殘余瓦斯含量為5.44 m3/t，小于6 m3/t，最大殘余瓦斯壓力0.38 MPa，小于0.6 MPa。在實測過程中，施工測定鉆孔過程中未出現(xiàn)噴孔、頂鉆或其他動力現(xiàn)象。經(jīng)評判，211 西工作面回采范圍內(nèi)瓦斯抽采施工設(shè)計孔間距、控制范圍、殘余瓦斯含量及殘余瓦斯壓力等符合規(guī)定要求，判定211 西工作面已消除突出危險性，區(qū)域防突措施效果檢驗合格，工作面已具備安全回采條件。

4 結(jié)語

通過對211 西工作面分析其煤層與瓦斯賦存特征及工作面參數(shù)，設(shè)計底抽巷穿層鉆孔及進、回風巷順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯，在合理鉆孔布置設(shè)計下，無抽采空白帶，經(jīng)瓦斯抽采后最大殘余瓦斯含量及殘余瓦斯壓力小于檢驗指標，防突措施效果檢驗合格，工作面滿足了安全回采條件。