王 凱

（潞安化工集團高河能源有限公司，山西 長治 046000）

0 引 言

高河煤礦綜放工作面采空區(qū)瓦斯治理方式主要是“Y 型（W 型）通風(fēng)+頂板高抽巷+預(yù)抽”，瓦斯治理效果明顯。但高抽巷布置在頂板巖層中，具有施工難度大、周期長、成本高等特點。且在回采初期，頂板裂隙形成尚不充分，制約了高抽巷排放瓦斯的效率。同時，高抽巷在施工過程中產(chǎn)生大量矸石造成環(huán)境污染。為了解決上述難題，潞安集團公司決定在我礦采空區(qū)實施“綜采工作面高位大直徑鉆孔技術(shù)”，對比施工高位大直徑鉆孔和高抽巷的瓦斯抽采效果，最終確定可有效解決瓦斯治理難題的方案。

1 工程概況

1.1 工作面位置

本試驗所選用的E2306 工作面埋藏深度為440.5～482.5 m，工作面井下為東二盤區(qū)工作面，南邊為E2305 工作面采空區(qū)，北邊為E2307 工作面采空區(qū)；西邊為+450 m 水平北翼大巷，東邊為9 號村莊保護煤柱，工作面位置示意圖如圖1。

圖1 E2306 工作面井下位置圖

圖2 相似模擬實驗開挖方案

E2306 工作面切眼長度310 m，膠帶順槽全長981 m，與進風(fēng)順槽相距310 m；進風(fēng)順槽全長1 054 m；工作面設(shè)計可采長度496 m，煤層平均厚度為6.41 m，容重為1.4 t/m3，回收率為93%，工作面采用Y 型通風(fēng)方式。

1.2 試驗流程設(shè)計

在改進瓦斯治理技術(shù)方面，根據(jù)試驗地點煤層賦存條件及煤巖力學(xué)參數(shù)，進行綜放工作面開采覆巖裂隙演化相似模擬實驗。其次在得到采場應(yīng)力演化和覆巖移動規(guī)律的基礎(chǔ)上，確定大直徑長鉆孔施工區(qū)域位置。隨后結(jié)合現(xiàn)場工況設(shè)計W 型和Y 型綜采工作面鉆孔參數(shù)，開展大直徑長鉆孔替代高抽巷瓦斯治理技術(shù)效果對比，論證高河能源綜放工作面瓦斯治理新技術(shù)的可行性，最終確定可有效解決瓦斯治理難題的方案。

2 開采覆巖裂隙演化相似試驗

2.1 相似試驗實施步驟

1）模型鋪裝。將模型清理干凈，在實驗臺內(nèi)部兩側(cè)壁面上粘貼塑料布，保證巖層垮落，減小邊界摩擦；將縱向加載裝置安裝到位并安裝槽鋼；配料時，單次鋪設(shè)層厚不超過2 cm，如有巖層厚度大于2 cm則將其分層；裝填時，按坐標(biāo)埋設(shè)應(yīng)力盒。應(yīng)力傳感器無縫隙面朝上，應(yīng)力傳感器頭附近連線埋設(shè)過程中呈S 型分布。模型堆砌完成后，拆下面板進行晾干，根據(jù)該季節(jié)室溫與濕度晾干時間為10 d。

2）開采前模型準(zhǔn)備。連接應(yīng)力傳感器，使用泰斯特靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀記錄應(yīng)力數(shù)據(jù)；制定數(shù)據(jù)記錄表格，橫坐標(biāo)為測點距工作面距離，縱坐標(biāo)為應(yīng)變值。測點距工作面距離依據(jù)開挖步距與測點位置確定。散斑點布置時，按照位移測點布置圖即可。

3）試驗數(shù)據(jù)采集。每次開挖完成后或模型發(fā)生垮落后記錄一組應(yīng)力值，并及時生成曲線；開采過程中及時對較明顯巖層移動變形現(xiàn)象進行拍照記錄。

2.2 采場應(yīng)力演化試驗

本次實驗支承壓力分析時，對覆巖原巖應(yīng)力進行處理使其為“0”。利用應(yīng)力盒實時監(jiān)測采動過程中覆巖應(yīng)力變化值，并繪制不同來壓時煤層頂板5 m至75 m 間距內(nèi)的應(yīng)力變化過程。

如圖5（c）所示，回采面推進至77.5 cm 時，頂板發(fā)生第三次垮落，仍為煤層上方3 cm 散斑測點產(chǎn)生下沉位移，有位移下沉的散斑點隨回采面推進距離增加而增多，位移量從20.93～67.44 mm 不等，采空區(qū)中部及其左側(cè)、右側(cè)下沉位移增加，且位移曲線總體呈“U”型分布。

如圖5 所示，隨工作面向前推進，頂板懸露面積逐漸增大，當(dāng)達到極限跨距時，頂板巖層將出現(xiàn)拉斷破壞，并依次出現(xiàn)直接頂初次垮落、基本頂初次來壓和基本頂周期來壓現(xiàn)象。實驗?zāi)Ｐ蛶r層上共布置336 個散斑點，如圖2 所示。將從下至上第四行，從右到左第一例的散斑作為原點，分析散斑位移量與推進距離的關(guān)系。

圖3 實驗散斑布置模型

由圖4 可知，高河能源E2306 工作面采場支承壓力分布形態(tài)總體上呈“馬鞍狀”。隨著工作面的回采，工作面前方應(yīng)力峰值增加并向前方移動，在應(yīng)力集中處，煤巖體受壓裂隙閉合阻礙瓦斯流動。頂板初次來壓時，切眼與回采方向上煤柱支承壓力峰值分別為0.85、1.15 MPa，支承壓力增載系數(shù)分別為0.85、1.15；頂板第二次來壓時，切眼與回采方向上煤柱支承壓力峰值分別為0.9、1.27 MPa，支承壓力增載系數(shù)分別為0.9、1.27；頂板第五次來壓時，切眼與回采方向上煤柱支承壓力峰值分別為1.31 MPa、0.4 MPa，支承壓力增載系數(shù)分別為1.31、0.4；頂板第六次來壓時，切眼與回采方向上煤柱支承壓力峰值分別為1.36、2.61 MPa，支承壓力增載系數(shù)分別為1.36、2.61；頂板第七次來壓時，切眼與回采方向上煤柱支承壓力峰值分別為1.8、3.33 MPa，支承壓力增載系數(shù)分別為1.8、3.33；頂板第八次來壓時，切眼與回采方向上煤柱支承壓力峰值分別為9.12、7.8 MPa，支承壓力增載系數(shù)分別為9.12、7.8；頂板第九次來壓時，切眼與回采方向上煤柱支承壓力峰值分別為5.27、5.65 MPa，支承壓力增載系數(shù)分別為5.27、5.65。

圖4 覆巖應(yīng)力演化曲線

2.3 采場覆巖垮落移動規(guī)律

高河能源E2306 工作面頂板發(fā)生周期性破壞和垮落時，覆巖上部形成應(yīng)力集中區(qū)和應(yīng)力釋放區(qū)，應(yīng)力釋放區(qū)是裂隙大量發(fā)育的主要區(qū)域。來壓時覆巖支承壓力變化曲線如圖3 所示。

圖5 頂板分次垮落圖與垮落位移曲線

模型右邊留設(shè)45 cm 的保護煤柱后，對E2306工作面的煤層開切眼，采高為3 cm，沿煤層傾向由右至左開采，采4 cm 后改為采全高6.0 cm。

加強設(shè)計咨詢企業(yè)成本管控意識，提高員工的財務(wù)管理認(rèn)知水平，在企業(yè)中形成成本管控的氛圍，摒棄成本管控?zé)o所謂的錯誤觀念。尤其針對企業(yè)高層管理人員，牽頭對項目管理制度進行完善，結(jié)合實際，逐步轉(zhuǎn)變，行成以合同為成本歸集對象的成本管控模式。針對設(shè)計咨詢企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)的工作環(huán)節(jié)及流程，行成標(biāo)準(zhǔn)工時及標(biāo)準(zhǔn)費用，通過工時管理系統(tǒng)來不斷優(yōu)化相關(guān)工作環(huán)節(jié)的人工工時，完善工時管理系統(tǒng)，培養(yǎng)行成對應(yīng)工作后的工時打卡習(xí)慣，優(yōu)化人員薪酬管理及登記辦法，將人員成本逐項分劈到項目中去。

如圖5（a） 所示，工作面自切眼開始推進約57.2 cm 時，E2306 工作面直接頂初次垮落，垮落高度2 cm，垮落距離49 cm，冒落的上覆巖層整體性好，且初次來壓時煤層散斑測點未發(fā)生下沉，只在煤層上方3 cm 有極小的位移變化，其余測點也未發(fā)生移動。

如圖5（b）所示，回采面推進至65.5 cm 時，頂板發(fā)生第二次垮落，煤層上方3 cm 散斑測點產(chǎn)生下沉位移，位移量為33.53～49.42 mm。由于煤壁和切眼側(cè)煤柱支撐作用，頂板最大下沉值位于采空區(qū)中部，較初次垮落最大位移增加49.18 mm

但是，如果我們選擇的效果過于強烈，或者原片本身色彩還原不夠理想，那么額外的色彩調(diào)整效果往往會起到雪上加霜的副作用。所以想要得到理想的效果，最關(guān)鍵的還是要在添加色彩效果之前做好原片的色彩還原，并且平衡額外色彩與原片之間的關(guān)系。另外，要勇于嘗試，只有嘗試得越多，對于色彩的選擇眼光才會越好。

腦血栓的形成是腦梗塞主要病因，因此在治療腦梗塞時可恢復(fù)腦部血供，可有效恢復(fù)存活神經(jīng)功能，進一步改善腦部組織代謝功能。復(fù)方丹參滴丸主要有丹參、三七以及冰片組合而成，具有明顯活血化瘀、理氣鎮(zhèn)痛效果，一般主要用于治療因氣滯血瘀所導(dǎo)致的胸痹、胸悶等疾病，并對于高血壓及糖尿病具有較好療效[3]。

如圖5（d）所示，回采面推進至97.5 cm 時，頂板發(fā)生第四次垮落。煤層上方3、13 cm 散斑測點產(chǎn)生下沉位移，有位移下沉的散斑點隨回采面推進距離增加而增多，位移量從20.93～67.44 mm 不等，上覆巖層進一步壓實采空區(qū)。

事后問責(zé)是可以起到一定的警示作用，但所造成的資金低效、無效已成為既成事實。事中糾偏，還資金運用的應(yīng)有本源，才是財政監(jiān)督應(yīng)有之義。長期的實踐表明，事中監(jiān)控是專員辦部門預(yù)算監(jiān)管工作必須堅守的一條“生命線”。

如圖5（f）所示，回采面推進至121.5 m 時，頂板發(fā)生第六次較大范圍垮落，垮落高度到達42.5 cm，煤層上方3、13、23、33 cm 散斑測點產(chǎn)生下沉位移，位移量從10.85～48.19 mm 不等。

如圖5（i）所示，回采面推進至189.5 cm 時，頂板發(fā)生第九次垮落，垮落高度仍為97 cm，接近模型頂端，煤層上方3～83 cm 散斑測點產(chǎn)生下沉位移，有位移下沉的散斑點隨回采面推進距離增加而增多，位移量從10.08～77.53 mm 不等，較上次垮落最小和最大位移量未發(fā)生改變。

1～6 號各鉆孔隨推進距離的增加，鉆孔抽采混量、濃度、垂高等相關(guān)參數(shù)的變化如圖8 所示，并將各穩(wěn)定階段數(shù)據(jù)匯總至表2。

③明挖段隧道為出地面結(jié)構(gòu)，場地所在橋下現(xiàn)狀地面為一南北走向斜坡，斜坡高差達20m，樁基托換在地面上實施，施工作業(yè)場地困難。

如圖5（g）所示，回采面推進至137.5 cm 時，頂板發(fā)生第七次大范圍垮落，垮落高度到達97 cm，接近模型頂端，煤層上方3～83cm 散斑測點產(chǎn)生下沉位移，位移量從1.64～45.37 mm 不等，由于切眼側(cè)遺留煤柱的作用，頂板垮落位移曲線呈“W”型分布。

如圖5（e）所示，回采面推進至105.5 cm 時，頂板發(fā)生第五次垮落，煤層上方3、13、23、33 cm 散斑測點產(chǎn)生下沉位移，有位移下沉的散斑點隨回采面推進距離增加而增多，位移量從3.86～44.03 mm不等，此時最大位移測點仍在冒落破壞區(qū)，最小位移測點處于煤層上方33 cm 巖層靠近工作面方向位置。

專家1對e11的評價為u1,運用式(7)計算該證據(jù)對于各個風(fēng)險等級的隸屬度，進行歸一化，得me111=(0.928 6，0.071 4，0，0)。同理，可得出其他專家對于對e11的模糊評語隸屬于各個風(fēng)險等級的程度，用矩陣T表示。

綜上所述，綜放工作面相似試驗表明，E2306 工作面開采初次來壓步距57.5 m，周期來壓步距8～30 m，平均周期來壓步距16.5 m。冒落帶的高度為19 m 左右，為采高2.8 倍；裂隙帶高度約為50 m，為采高的7.9 倍。自開切眼開始，隨工作面的向前推進，離層裂隙自煤層頂板不斷向上發(fā)育，采空區(qū)中部離層裂隙充分發(fā)育；多次來壓后，采空區(qū)中部離層裂隙趨于壓實，離層率下降；在順槽內(nèi)錯一定范圍內(nèi)，覆巖離層裂隙仍能保持，離層率較大。此區(qū)域也是采空區(qū)瓦斯富集區(qū)，是布置水平長鉆孔的目標(biāo)區(qū)。從相似材料模擬實驗中可以得出，水平長鉆孔垂直層位宜布置在煤層頂板上方19～50 m 裂隙帶范圍內(nèi)，利用采動形成的裂隙抽采采空區(qū)瓦斯。

3 大直徑長鉆孔技術(shù)現(xiàn)場試驗

3.1 鉆孔施工位置

由于距煤層頂板24.65 m、厚度為7.1 m 的粉砂巖硬度適中，且該砂巖層正好在工作面頂板的裂隙帶內(nèi)，結(jié)合相似試驗得出的結(jié)論，選擇該粉砂巖巖層作為定向高位鉆孔的主體施工巖層。

學(xué)生在合作學(xué)習(xí)過程中，由于特殊原因可能會出現(xiàn)冷場的現(xiàn)象。教師要通過課堂觀察，及時分析冷場的原因，及時對學(xué)生的合作學(xué)習(xí)進行引導(dǎo)，激活學(xué)生合作學(xué)習(xí)思維，主動地展示自我；

施工時采用ZDY15000LD 型煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機在E2306 進風(fēng)順槽右側(cè)3 號鉆場內(nèi)施工6 個高位鉆孔，控制進風(fēng)順槽側(cè)工作面范圍，鉆孔終孔位于煤層頂板裂隙帶內(nèi)。孔徑203 mm，單孔孔深650 m 左右，總孔長度3 900 m，封孔長度16 m。工作面鉆孔布置圖，如圖6、圖7 所示。

圖6 高位大直徑鉆孔平面布置圖

圖7 高位大直徑鉆孔平面布置圖

3.2 施工過程控制

各鉆孔距E2306 進風(fēng)南幫平距由近及遠(yuǎn)分別為：2 號鉆孔26.67 m，3 號鉆孔31.72 m，4 號鉆孔40.11 m，5 號鉆孔48.42 m，6 號鉆孔59.18 m，1 號鉆孔64.32 m。各個鉆孔與煤層頂板之間的最大距離由近及遠(yuǎn)分別為：5 號鉆孔21.16 m，2 號鉆孔22.74 m，1 號鉆孔23.58 m，4 號鉆孔24.66 m，3 號鉆孔26.14 m，6 號鉆孔36.46 m；其中2～3 號鉆孔水平間距為5.05 m，3～4 號鉆孔水平間距為8.39 m，4～5號鉆孔水平間距為8.31 m，5～6 號鉆孔水平間距10.76 m，6～1 號鉆孔水平間距為5.05 m，其余施工參數(shù)見表1。

表1 鉆孔施工工況統(tǒng)計表

4 大孔徑長鉆孔與高抽巷瓦斯治理技術(shù)分析

4.1 各大直徑長鉆孔抽采技術(shù)分析

如圖5（h）所示，回采面推進至159.5 cm 時，頂板發(fā)生第八次垮落，垮落高度仍為97cm，煤層上方3～83 cm 散斑測點產(chǎn)生下沉位移，有位移下沉的散斑點隨回采面推進距離增加而增多，位移量從6.97～48.8 mm 不等。

表2 高位大直徑各鉆孔穩(wěn)定階段抽采數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

圖8 各孔穩(wěn)定階段抽采情況隨推進距離的變化

由圖8 可知，1 號鉆孔抽采純量也隨著推進距離的增加而增大，最大為3.13 m3/min，平均為1.38 m3/min，穩(wěn)定階段平均抽采純量為1.67 m3/min；2 號鉆孔抽采純量也隨著推進距離的增加而增大后趨于穩(wěn)定，最小值為0.04 m3/min，最大達到4.59 m3/min，穩(wěn)定階段平均抽采濃度為0.92 m3/min；3 號鉆孔抽采純量也隨著推進距離的增加而逐漸提升，最小值為0.04 m3/min，最大值達到2.23 m3/min，整個回采階段抽采純量平均達到0.80 m3/min；4 號鉆孔抽采純量也隨著推進距離的增加而整體呈現(xiàn)上漲的趨勢，抽采純量為0.01～1.35 m3/min，穩(wěn)定階段平均抽采純量為0.59 m3/min。5 號鉆孔抽采純量隨著推進距離的增加的變化趨勢與抽采濃度變化類似，抽采純量為0.004～2.78 m3/min，平均達到0.76 m3/min，穩(wěn)定階段平均抽采純量為1.78 m3/min，5 號鉆孔穩(wěn)定階段抽采純量是6 個鉆孔中最好的。6 號鉆孔抽采純量也隨著推進距離的增加先逐漸增大后降低在逐漸升高，抽采純量為0.01～1.52 m3/min，平均濃度達到0.55 m3/min。

由表2 分析可得，5 號鉆孔所在層位最低，6 號鉆孔層位最高，這也直接導(dǎo)致5 號鉆孔的抽采混量相對較大，6 號鉆孔的抽采混量相對較小，這也使得6 號孔內(nèi)抽出的瓦斯含量比其他鉆孔高出很多，即抽采濃度相較其他鉆孔高出很多；1～4 號鉆孔層位較為接近，1～6 號鉆孔的抽采負(fù)壓相差不大，最大的為3 號鉆孔的21.53 kPa，最小為6 號鉆孔的20.18 kPa；1、2、3、5 號鉆孔的抽采混量也比較接近，最大為3 號鉆孔的37.41 m3/min，最小為1 號鉆孔的34.82 m3/min，而4 號鉆孔抽采混量為19.78 m3/min，遠(yuǎn)小于上述4 個鉆孔，6 號鉆孔抽采混量更小，為1.43 m3/min，遠(yuǎn)未達到經(jīng)濟流速下的理論抽采值；1～5 號鉆孔的抽采濃度存在差異，其中以1 號鉆孔抽采濃度最大，達到4.90%，2 號鉆孔抽采濃度最小，為2.55%；抽采純量5 號鉆孔最大，4 號鉆孔最小，分別為1.78 m3/min 和0.59 m3/min；1、3 號抽采純量與5 號鉆孔基本一個水平，2 號鉆孔處于中間水平，4 號和6 號鉆孔抽采瓦斯能力最低，為0.59m3/min 和0.60 m3/min，又考慮到6 號鉆孔抽采混量過小，6 號鉆孔抽采效果不佳。

“咱們村，老頭子媳婦去世后都愿意重新再找一個老伴，但是很多老太太老頭去世以后，不愿意再找。咱們村好幾個50多歲的寡婦，都不愿意重新找?！保–5,女，59歲）

4.2 大孔徑長鉆孔與高抽巷瓦斯治理技術(shù)對比

如表3 所示，穩(wěn)定階段各工作面風(fēng)排瓦斯量：E2303 為13.53 m3/min；E2305 為17.2 m3/min；E2307為16 m3/min；E2306 為16 m3/min。

表3 E2306 工作面及鄰面抽采占比

1）對于高抽巷抽采量，E2303 工作面高抽巷抽采量為7.48 m3/min，E2305 工作面為15.99 m3/min，E2307工作面為14.18 m3/min。

2）對于大直徑長鉆孔抽采量，E2306 工作面抽采純量為9.21 m3/min。

很榮幸被抽到參加試用，第一次抱寶寶坐進寶貝第一鎧甲艦隊PLUS這款安全座椅時，和之前安全座椅不同的是，原以為他會哭鬧著下來，沒想到他很喜歡在里面坐著。原來寶貝第一鎧甲艦隊PLUS的坐姿設(shè)計源于仿失重太空艙力學(xué)設(shè)計，可以將寶寶上半身的重量有效地轉(zhuǎn)移到臀部，能提供更加穩(wěn)定的坐姿，更穩(wěn)定的重心，在急剎、劇烈擺尾的時候從根源上提高寶寶身體的穩(wěn)定性。此外，這樣的姿態(tài)讓寶寶擁有良好的視野，可以看到爸爸媽媽和窗外的風(fēng)景，所以她就不會哭鬧啦。之前寶寶一上安全座椅就哭鬧，拒絕坐安全座椅，現(xiàn)在看來是沒有選對適合寶寶的安全座椅。

3）對于絕對瓦斯涌出量，E2303 工作面為30.68 m3/min，E2305 工作面為36.07 m3/min，E2307 工作面為35.44 m3/min，E2306 工作面為28 m3/min。

由表3 分析可知，對于使用高抽巷技術(shù)治理瓦斯時，其穩(wěn)定階段E2303 工作面抽采量占其總涌出量的24%；E2305 工作面抽采量占其總涌出量的44%；E2307 工作面抽采量占其總涌出量的40%；對于使用高位大直徑長鉆孔技術(shù)治理瓦斯時，E2306工作面抽采量占其總涌出量的33%。試驗表明，大直徑長鉆孔瓦斯抽采效果介于相鄰工作面高抽巷抽采效果之間。因此，在工作面涌出量接近30 m3/min 情況下，高位大直徑長鉆孔抽采+柔模埋管抽采+Y型通風(fēng)可以達到有效治理瓦斯的目的。