突出煤層溫度異常現象原因分析及應對措施

摘 要：九里山礦東一回采工作面，發生了煤墻發熱、燙手的現象，文章通過對現場觀測、實驗室化驗，分析了該現象的原因，并提出應對措施，從而保障了工作面的安全回采。

關鍵詞：瓦斯；煤墻發熱；應力集中

九里山礦東一工作面是嚴重突出煤層，該工作面在2014年8月經過瓦斯抽采達標評判，9月開始回采，在回采過程中工作面出現了煤墻發熱、燙手的現象。該現象是否影響工作面的安全生產，因此，需要分析原因，從而制定措施，確保礦井的安全生產。

1 工作面概況

東一工作面工作面走向全長504.5m，傾斜平均長度98.35m，煤層厚度2.0～6.4m，平均3.2m，工業儲量23.87萬t。標高-200.8～-245.2m，埋深296.95～341.4m。

該工作面位于15采區東翼上部，其上鄰13101工作面和13煤柱工作面（均已回采結束），下鄰東三1工作面（已回采結束），西臨15下山保安煤柱，東部靠近東三1工作面與13采區交匯處，東一工作面底板有東一運輸底抽巷，頂板有東軌道、皮帶運輸大巷、一五回風巷、一三軌道、皮帶、回風上山、一三沉淀池等巷道。

該工作面原煤瓦斯含量31m3/t，煤層瓦斯壓力1.74MPa，實測煤層瓦斯吸咐常數a=41.841m3/t，b=0.985MP-1，煤的灰份Ad=7.64%，揮發份V=11.18%，水分W=1.87%。工作面煤層透氣性系數0.2～0.457m2/MPa2·d，鉆孔瓦斯流量0.015～0.04m3/min·hm，衰減系數0.0126～0.0389d-1，煤層透氣性差，抽采較為困難。

2 瓦斯抽采評判情況

東一工作面采取了穿層、順層鉆孔預抽回采瓦斯區域煤層瓦斯措施，煤層平均厚度3.2m，平均傾角13.5°，煤層工業儲量約為23.50萬t，評價單元參與計算的煤炭儲量為19.97萬t，原煤瓦斯含量為31m3/t，評價單元參與計算的瓦斯儲量為619.07萬m3，共施工抽采鉆孔2788個，合計孔深128610m，共抽出瓦斯量為514.08萬m3。根據計算和測定資料表明：東一工作面經過預抽后計算煤層殘余瓦斯含量為5.26m3/t，實測煤層殘余瓦斯含量最大值為5.85m3/t，工作面間接計算煤層殘余瓦斯含量值和實測煤層殘余瓦斯含量值均小于6m3/t，利用計算的殘余瓦斯含量和實測殘余瓦斯含量的最大值計算煤的可解吸瓦斯含量分別為3.86m3/t和3.27m3/t，均滿足《煤礦瓦斯抽采達標暫行規定》中日產量為1001～2500t的采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯含量≤7m3/t的要求。

3 工作面區域驗證、煤墻發熱情況

東一工作面目前回風巷通尺為310.8m，運輸巷通尺為327.8m，平均回采長度為189m。2015年5月12日16點班對工作面進行區域驗證工作（采用“三參數”指標法），共計施工驗證孔10個，均按規定布置，所測“三參數”指標最大值分別為：

瓦斯解析指標△h2最大為160pa；

鉆屑量最大為2.6kg/m；

瓦斯涌出初速度q值均<1.5L/min；

工作面煤厚為4.4m。

在5月15日16點班對工作面切眼煤墻現場用溫度計測量煤墻溫度及回風巷風流中一氧化碳值進行測定，情況如下：

局部煤墻表面溫度：38架、40架、42架為40°左右。

一氧化碳：工作面切眼采用專用一氧化碳測定儀未檢測出一氧化碳。

回風巷施工鉆孔期間懸掛有一氧化碳傳感器和便攜儀讀數均顯示為0。

4 原因分析

現場測定一氧化碳的含量值為“零”，說明工作面部分地段煤墻發熱不是煤體自燃產生的，煤層中賦存的瓦斯情況沒有大的關聯，根據工作面切眼施工的淺孔抽放鉆孔的情況分析，工作面目前的煤質較松軟，此區段應為構造煤區域，并不是煤層出現自燃造成的。分析應該為煤體內部發生了構造應力的重新分布變化，造成煤體間摩擦產生了一定的熱量，應該危及不到工作面安全。

工作面附近沒有突出點的情況存在，通過對切眼施工鉆孔時到8、9m時鉆進困難看，工作面目前位置應該是處于構造應力的集中區。目前正在做的煤層工業分析結果出來后通過對灰分值等的分析。

5 處理措施

（1）在東一工作面回風巷切眼以外10m施工一排強化抽采鉆孔，共計30個，孔間距1.5-2.5m，孔深50m。

（2）工作面切眼施工2排淺孔抽放鉆孔，平均孔深9m；1排排放鉆孔，平均孔深10m。

（3）工作面施工鉆孔期間加強對瓦斯、一氧化碳的實時監測工作，回風巷鉆孔施工期間必須按規定懸掛瓦斯、一氧化碳便攜儀進行監測數據變化情況，回風巷部分無用的鉆孔可以進行煤層注水的工作，加強煤體強度，對工作面降塵也可以起重要作用。

6 結束語

（1）東一工作面煤墻發熱應該為煤體內部發生了構造應力的重新分布變化，造成煤體間摩擦產生了一定的熱量，不是由于瓦斯賦存不均造成的。（2）回采期采用松動爆破的局部措施，采取爆破落煤、機組拾煤的流程進行回采作業。（3）回風巷施工抽采鉆孔時，及時觀測瓦斯、一氧化碳的異常變化情況，確保安全。

作者簡介：貴宏偉（1976-），男，河南延津人，工程師，工程碩士，河南能源焦煤公司工作，從事煤礦瓦斯防治技術研究。