提高三軟煤層開采層瓦斯抽采量方法探析

李劍鋒

【摘 要】針對益新煤礦綜采一隊工作面回采期間各鉆場鉆孔抽采的參數數據，進行對比分析，表明高層位抽采鉆孔以抽采裂隙帶瓦斯為主，低層位抽采鉆孔以截抽上隅角瓦斯為主。

【關鍵詞】開采；瓦斯；抽采量

一、概況

益新煤礦綜采一隊工作面位于礦井+240m水平采區，工作面巷道長度405m，切眼長度105m，工作面開采15號煤層，煤層厚度8m，工作面采用綜合機械化放頂煤回采工藝。綜采一隊工作面巷道掘進過程中，實測瓦斯含量4.37～6.04m/t，平均含量5.21m/t，瓦斯含量分布呈東高西低趨勢，最大實測瓦斯含量位于運輸巷距切眼20m處（6.04m/t），一共1～9號鉆場，瓦斯含量4.1～5.1m/t，平均約4.5m/t左右。綜采一隊工作面設計采用單U型通風方式，回風巷掘進斷面4.5m×3.1m，運輸巷掘進斷面4.5m×3.1m。工作面配風約1000m/min左右。

二、鉆場鉆孔抽采效果分析

在綜采一隊工作面回風巷施工8個鉆場，1～8號鉆場間距50m，每個鉆場施工15個鉆孔，鉆孔長度70～100m，終孔點位于煤層頂板5～30m。7、8號鉆場間距60m，鉆場施工15個鉆孔鉆孔長度75～110m，終孔點位于煤層頂板5～30m。

由于前期儀器測量及鉆孔導流管安裝較少，1號鉆場抽采數據較少，無法做出詳細分析。此次僅對2～8號鉆場抽采情況進行分析。

（一）2號鉆場抽采效果分析

2號鉆場瓦斯抽采純量與工作面推進距離的關系。鉆場從開始起作用至拆除抽放管路期間，瓦斯抽放量最大值達到13m/min左右，最小值為1.5m/min，在鉆場作用期間內，平均瓦斯抽放量為8m/min左右。抽采效果最好的區域是工作面距離鉆場30～40m，在此范圍抽采純量可達到12m/min。

（二）3號鉆場抽采效果分析

3號鉆場于3月20號接抽，于4月23日拆除。前期抽采純量較小，鉆場平均抽采純量不到1m/min。4月1日，工作面距離鉆場68m時，抽采鉆孔作用開始初步顯現，鉆場抽采純量為5m/min左右。4月22日，工作面距離鉆場10m左右，鉆場抽采純量為4m/min。鉆場從起作用至拆除服務22d。3號鉆場抽采純量4.78～13.92m/min，平均9.09m/min。抽采濃度為3.79%～28.85%，平均12.84%。在鉆場起作用時間（22d）內工作面瓦斯儲量為88.3萬m（含量按6m/t，推進距離按照50m預計），3號鉆場抽采總瓦斯量為28.8萬m。

（三）4號鉆場抽采效果分析

4號鉆場于4月12號接抽，5月10日拆除。4月12日至4月19日抽采純量及濃度均較小，在此期間工作面距鉆場距離為80～90m；鉆場平均抽采純量不到0.1m/min，鉆場還未開始起作用。4月20日，工作面距離鉆場75m時，抽采鉆孔作用開始初步顯現，鉆場抽采純量為2.33m/min。5月9日，工作面距離鉆場20m，鉆場抽采純量為3.08m/min，5月10日4號鉆場拆除。鉆場從起作用至拆除服務27d，鉆場起作用時間為19d。4號鉆場抽采純量2.33～16.77m/min，平均10.55m3/min。類比與2號鉆場（平均8m/min）、3號鉆場（平均9.09m/min）參數，平均、最大抽采量均有不同程度上升，分析原因與工作面產量增加有關。在服務周期內前8d，4號鉆場抽采濃度1.5%～6.92%，平均2.61%；鉆場起作用的19d內，4號鉆場抽采濃度為3.29%～31.77%，平均17.30%。在鉆場服務時間（27d）內，4號鉆場抽采總瓦斯量為29.55萬m。

（四）45號鉆場抽采效果分析

5號鉆場于4月24號接抽，于5月28日拆除。4月24至5月8日抽采純量及濃度均較小，在此期間工作面距鉆場距離為80～90m；鉆場平均抽采純量不到0.5m/min，鉆場還未開始起作用。5月8日，工作面距離鉆場70m時，抽采鉆孔作用開始初步顯現，鉆場抽采純量為6.57m/min。5月28日鉆場拆除。鉆場從起作用至拆除服務34d，鉆場起作用時間為19d。5號鉆場抽采純量1.71～17.35m/min，平均10.76m/min。在服務周期內前15d，5號鉆場抽采濃度1.58%～7.09%，平均4.14%；鉆場起作用的19d內，鉆場抽采濃度為3.08%～39.89%，平均13.03%。在鉆場服務時間（34d）內，5號鉆場抽采總瓦斯量為30.99萬m。

（五）6號鉆場抽采效果分析

6號鉆場于5月24號接抽，于6月13日拆除。鉆場從起作用至拆除服務22d。6號鉆場抽采純量1.78～18.65m/min，平均11.53m/min。類比前面幾個鉆場參數，平均、最大抽采量均有不同程度上升，分析原因與工作面產量增加有關。在服務周期內，6號鉆場抽采濃度為2.92%～27.84%，平均14.08%。抽采總瓦斯量為36.51萬m。瓦斯抽采總量的增加與鉆場間距加大有關。

（六）7號鉆場抽采效果分析

7號鉆場于6月12號接抽，7月17日拆除。工作面距離鉆場75m時，抽采鉆孔作用開始初步顯現，鉆場抽采純量為6.19m/min。7月17日7號鉆場拆除。鉆場從起作用至拆除服務35d。7號鉆場抽采純量1.42～15.74m/min，平均7.97m/min。抽采平均純量下降與在7號鉆場服務期間工作面暫停回采有關。在服務周期內，鉆場抽采濃度為1.69%～21.06%，平均9.92%。在鉆場服務時間（35d）內，7號鉆場抽采總瓦斯量為40.17萬m3。瓦斯抽采總量的增加與鉆場間距加大有關。

（七）8號鉆場抽采效果分析

8號鉆場于6月20號接抽，鉆場參數如下：8號鉆場抽采純量4.22～15.25m/min，平均10.41m/min。抽采濃度為7.99%～22.58%，平均13.19%。

三、回采期間上隅角瓦斯濃度異常分析

3月29日至4月2日存在一次上隅角超限情況，分析為2號、3號鉆場壓茬接替距離不夠，正處于兩個鉆場交替階段。同時3月9日至3月13日之間是1號、2號鉆場交替階段，也出現瓦斯濃度居高不下的情況。

6號鉆場以后，工作面上隅角頻繁超限，特別在7號、8號鉆場比較嚴重，工作面后方深部采空區距離過長，導致深部采空區集聚的瓦斯逐步向上隅角涌出。同時高位鉆場受鉆孔布置層位和鉆孔數量、孔徑的影響，抽采量提升空間有限，不能完全解決采空區瓦斯涌出。

四、瓦斯治理和抽采的建議

（1）減小鉆場間距，鉆場布置在煤層頂板以上2～3m巖層中，根據原施工的鉆孔調整參數，增大鉆孔孔徑。

（2）相對于單純依靠鉆孔抽采治理瓦斯，改變通風方式，利用沿空留巷技術進行Y型通風，可以更有效解決上隅角瓦斯涌出問題。

五、結論

通過對綜采一隊工作面采空區2～8號鉆場裂隙鉆孔的數據觀測及后期抽采效果分析，得出結論。

（1）正常回采每個鉆場服務時間為15～22d（日割煤1～2m），鉆場抽采純量8～11m/min，平均9m/min。在鉆場服務時間內鉆場抽采總瓦斯量為28萬～30萬m。

（2）低層位鉆孔（終孔距離頂板<15m），抽采混合量較大，抽采濃度較低。單孔抽采平均濃度<5%，單孔抽采平均純量<0.5m/min。鉆孔主要以抽采上隅角及工作面采空區垮落帶瓦斯為主。

（3）高層位鉆孔（終孔距離頂板15～35m），抽采混合量較大，抽采濃度高。單孔抽采平均濃度10%～30%，單孔平均抽采純量0.8～3m/min。

【參考文獻】

[1]李兵偉，向真才.霍爾辛赫煤礦綜采一隊單U型工作面瓦斯分布規律研究[J].能源技術與管理，2017（2）：28-30.