1927工作面瓦斯預抽效果及瓦斯治理評價

王少華

冀中能源股份有限公司顯德汪礦通風區，河北沙河 054107

1 瓦斯治理

1.1 工作面抽放鉆孔施工情況

顯礦1927工作面位于九采區南部，其北部為已經開采的1925工作面，南部尚未布置工作面，東至九運下山，西至欒卸村莊煤柱。地面位置位于溫莊村西南約600m～1500m，欒卸村北東約300m～1300m。地面標高+250m～+300m，工作面標高-160m～-215m。該工作面走向長956m，傾斜長140m，工業儲量32.9萬噸，可采儲量31.3萬噸。

1927工作面接替1925工作面，位于該工作面下部，基本情況與該工作面類似。“U”型通風方式，工作面為上行風，采取風排與抽放相結合的瓦斯治理方式。

參考1925工作面回采時生產情況，1927工作面回采期間工作面風量保證在800m3/min以上。回采前通風系統調整為上行風，新風經副井—中央石門—九軌道下山、（九運下山）—1927運輸巷到達1927工作面，回風流經1927運料巷直接進入九采專用回風巷，經東風井排出地面。

為滿足礦井瓦斯治理需求，構建了井下移動瓦斯抽放系統。1927工作面掘進期間就在運輸巷、運料巷每40m施工一個鉆窩，每個鉆窩打9個鉆孔，進行本煤層瓦斯抽放。

1927兩巷掘進期間預抽兩巷本煤層瓦斯，泵站布置在九軌道坡頭，抽放瓦斯管網敷設路線如下：

九軌道（泵站）→九軌道下山→1927運料巷

九軌道（泵站）→九軌道下山→九軌道三中→1927運輸巷聯巷→1927運輸巷

瓦斯排放路線：泵站→九采回風巷→六采運輸上山→東風井

1.2 抽放鉆孔布置與參數

由1927兩巷鉆窩內分別向工作面打扇形鉆孔。鉆孔直徑：75mm，鉆孔長度：50m～70m，鉆場間距：40m，鉆孔夾角：起步30°，鉆孔間夾角15°，每個鉆窩施工9個鉆孔。

1.3 鉆孔施工設備

鉆孔施工設備采用ZYJ-380/210液壓架柱式鉆機，其額定鉆孔長度200m，鉆孔孔直徑42-108mm。

1.4 封孔方式。鉆孔封孔材料采用聚胺脂封孔劑，封孔導管采用管徑48*5mm UPVC抗靜電、抗阻燃管，封孔長度為8m。

1.5 抽放工藝

抽放鉆孔施工結束，用FKL-273型孔板流量計測量鉆孔負壓，經過驗收并符合抽放鉆孔要求后接入抽放主管道，同時在抽放泵站處安裝甲烷傳感器對抽放參數進行監測，并根據監測對抽放狀態進行調整，滿足預抽孔口負壓不低于13kPa。

在抽放過程中，應根據抽放的實際需要，隨時對鉆孔的抽放負壓、濃度及抽放量，進行調控，使鉆孔處于最佳抽放狀態。

DGC型瓦斯含量直接測定裝置，WT-1型瓦斯擴散速度測定儀，WY-98A吸附常數測定儀，三套瓦斯測定設備安裝調試完成，標志著我礦已具備瓦斯含量及壓力等關鍵參數的測定能力。

2 測定方法

DGC型瓦斯含量直接測定裝置工作原理：瓦斯含量包括損失量、井下解吸量、實驗室解吸量、粉碎解吸量四部分。通過向煤層施工鉆孔，到達預定位置后退出鉆桿，采用雙層采煤管取芯，將取出的煤樣迅速放入煤樣筒中封閉，用井下解吸系統測量煤樣筒中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量W1；井下解析完畢后關緊閥門，把煤樣筒帶到實驗室然后在地面解吸儀上測量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量， 與井下測量的瓦斯解吸量一起計算煤芯瓦斯解吸量W2；取兩份煤樣，每份120g裝入密封的粉碎系統加以粉碎，測量在粉碎過程及粉碎后一段時間所解吸出的瓦斯量，并以此計算粉碎瓦斯解吸量W3；瓦斯損失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎瓦斯解吸量之和就是可解吸瓦斯含量，即 Wa＝W1＋W2＋W3。根據《煤礦瓦斯抽采基本指標》計算常壓殘存量Wc，則可得出煤層瓦斯含量W= Wa+Wc。

3 效果檢驗

每推進30m工作面進行兩次工作面局部預測驗證進入瓦斯涌出異常區域根據現場煤層厚度、松軟程度等實際情況選擇合時位置進行防突效果檢驗。

1）采用鉆屑指標法檢驗（預測）。根據中國礦業大學提供的《1925采煤工作面瓦斯治理技術研究》報告，各參數臨界值確定為：最大鉆屑量S-3.2kg/m； K1-0.38mL/(g.min1/2) ；Δh2-160Pa。當上述任一參數實測值大于或等于臨界值或三項指標都不超限但打鉆時出現噴孔頂鉆等異常情況時，為有突出危險；

2）預測孔范圍：正常情況從1927工作面140m，兩端各留出10m不進行預測，中間區域每10m預測一次，預測孔共12個，孔深不得小于8m，或根據現場回采實際情況確定深度。預測孔必須避開注水孔及釋放鉆孔；

3）工作面推進度必須小于預測深度，并且保證有2m的預測孔超前距及3m的釋放孔超前距。在地質構造破壞嚴重地帶應適當增加釋放孔超前距，回采工作面不小于5m，每次工作面防突措施施工完成后，應當繪制工作面防突措施竣工圖。

根據《股份有限公司瓦斯抽采達標評價工作體系》，沿采煤工作面推進方向每間隔30m～50m至少布置1組測定點的要求，1927工作面共布置31處測點，運料巷布置16個，每兩個鉆場之間布置一個測點。運煤巷布置15個，測點參照運料巷測點，選在兩個測點的中部，測點取樣鉆孔深度不小于60m，檢驗測試點間距不大于50m，避開1927放水巷泄壓帶，檢驗測試點要控制到工作面中部抽放薄弱地區。

4 結論

此次主要對預抽前后的瓦斯壓力和瓦斯含量進行對比而進行效果分析。通過對1927工作面預抽前瓦斯含量及壓力的測定，原始煤層瓦斯壓力P=0.55MPa，煤層瓦斯含量X=6.35m3/t，預抽后測定和計算得到的煤層殘余瓦斯壓力P=0.34MPa，煤層殘余瓦斯含量X=4.44m3/t，分別下降了38%和30%。

截止2013年6月回采結束，共抽放瓦斯25萬 m3，DGC型瓦斯含量直接測定裝置在防治瓦斯中的應用，尤其對瓦斯含量分布變化較大的煤層，針對性的解決了未開采區域瓦斯含量及壓力原始數據不明確的狀況，對過去完全依靠鄰近工作面瓦斯涌出來判斷煤層瓦斯賦存，到目前可直接測定，尤其針對九采區2#煤層賦存變化大的特點，是一個跨越進步。在1927鉆孔設計、瓦斯治理中可根據測定結果有重點有針對性的制定瓦斯防治措施，大大消除了瓦斯涌出較大區域的瓦斯威脅，提高了九采區2#煤防治瓦斯安全系數，確保了九采區瓦斯安全。

[1]竇永山.煤礦瓦斯抽放規范[S].煤炭工業出版社，2007，4.

[2]國家煤礦安全監察局.防治煤與瓦斯突出規定·讀本[M].北京:煤炭工業出版社，2009.