司馬礦3#層1207運巷瓦斯抽放技術研究

王志璠

（潞安集團司馬煤業公司，山西 長治 047105）

瓦斯抽放是降低采掘工作面煤層瓦斯含量，消除煤層瓦斯突出危險性的重要技術手段。目前我國高瓦斯或具有煤與瓦斯突出危險性礦井主要采取的瓦斯抽放方法有本煤層抽放法、鄰近煤層抽放法以及采空區抽放法，由于礦井地質條件及施工條件不同，所以采掘煤層在進行瓦斯抽放前必須根據工作面煤層瓦斯賦存條件、實際煤礦生產情況合理選擇瓦斯抽放方法。本文以司馬礦1207運巷為對象，分析了巷道掘進期間原瓦斯抽放方法及存在的問題，研究提出并實施底抽巷瓦斯抽放方案，確保了巷道安全快速施工。

1 概 述

潞安集團司馬煤業公司位于山西省長治市西南部，礦井設計生產能力為3.0Mt/a，井田面積為9.118km2，經鑒定司馬礦瓦斯絕對涌出量為49.8m3/min，瓦斯相對涌出量為 28m3/t，為煤與瓦斯突出礦井，目前礦井回采一水平3#煤層，煤層平均厚度為7.0m。

1207運巷為礦井二采區南翼為1207工作面進風大巷，巷道設計長度1600m，巷道設計斷面規格為寬×高=5.2×3.6m，巷道北部為采區大巷，分別為二采區集中回風巷、二采區集中軌道巷、二采區集中膠帶巷，東部為1206工作面采空區，南部為實煤區，西部為1208工作面。工作面直接頂為泥巖與粗粒砂巖混合層，平均厚度為6.1m，基本頂為細粒砂巖，平均厚度為8.9m；煤層底板主要以泥巖及粉砂巖為主，厚度為9m。巷道施工初期已掘進470m。

根據司馬礦抽采隊對1207運巷煤層瓦斯檢測發現，工作面煤層原始瓦斯含量為18.2m3/t，瓦斯壓力為4.7MPa，煤層透氣系數為0.63m2/MPa2，掘進煤層具有煤與瓦斯突出危險性。

2 1207運巷前期瓦斯抽放設計及存在問題

2.1 前期掘進階段瓦斯抽放設計

為了消除掘進煤層瓦斯突出危險性，保證巷道安全高效掘進，司馬礦抽采隊對1207運巷前期掘進階段采用本煤層邊抽邊掘法進行3#煤層瓦斯預抽。巷道每掘進50m施工一組瓦斯抽放鉆孔，每組4個且成水平布置，鉆孔施工在距巷道頂板2.0m處，鉆孔深度為50m，鉆孔施工完后采用型號為ZWY-25/45移動式瓦斯抽放泵站進行瓦斯預抽，每組鉆孔抽放時間為5d。

2.2 存在的問題

（1）司馬礦3#煤層為石炭系煤層，煤層發育不穩定且煤層瓦斯壓力較大，采用本煤層鉆孔瓦斯抽放時，鉆孔施工難度大，鉆孔施工期間經常出現噴孔、頂鉆、鉆孔塌陷現象。據統計前期鉆孔施工期間共計發生四起鉆孔頂鉆傷人事故。

（2）每組鉆孔施工完后預抽時間短，掘進煤層瓦斯抽放效果差，根據抽采隊對前期瓦斯抽放效果檢測發現，每組鉆孔平均瓦斯抽放率僅為24.7%，瓦斯抽放后在掘進過程中經常出現工作面瓦斯超限斷電現象。

（3）采用本煤層邊抽邊掘法進行瓦斯預抽時，抽放鉆孔施工及瓦斯抽放過程中巷道無法繼續掘進，巷道每掘進50m需停掘5d，而1207運巷設計長度為1600m，需進行30次瓦斯抽放，整個巷道停產天數為150d，從而嚴重制約了巷道快速掘進。

3 底抽巷瓦斯抽放技術研究應用

3.1 底抽巷瓦斯抽放技術

為了解決本煤層邊抽邊掘瓦斯預抽法存在的問題，研究決定對1207運巷后期掘進采用底抽巷瓦斯抽放技術。

（1）1207底抽巷從二采區集中回風巷以10°俯角掘進施工，當底抽巷掘進至3#煤層底板9m處開始平行掘進，巷道掘進長度為1600m，巷道斷面規格為寬×高=3.5×3.0m。

（2）為了確保一條底抽巷能用于多條掘進巷道瓦斯預抽，1207底抽巷施工位置與1207運巷垂距9m，水平距25m處。

（3）當1207底抽巷施工完后開始對1207運巷掘進煤層進行瓦斯預抽，瓦斯抽放鉆孔施工在底抽巷巷幫上，距巷道頂板2.0m處依次施工四個鉆孔，鉆孔間距為0.4m，巷道每隔30m施工一組抽放鉆孔，鉆孔深度為45m，孔徑為75mm，底抽巷瓦斯抽放鉆孔控制預抽巷輪廓線外不得小于8m，如圖1所示。

圖1 司馬礦1207底抽巷穿層瓦斯抽放剖面示意圖

（4）瓦斯鉆孔施工完后采用聚氨脂結合水泥漿進行封孔，封孔長度不得低于10m,在瓦斯抽放期間應定期對鉆孔封孔質量進行檢查，確保瓦斯抽放效果。

（5）為提高煤層瓦斯抽放效率，司馬礦在1207底抽巷采用型號為ZWY-42/75移動泵站系統進行瓦斯預抽，每組鉆孔抽放時間不得低于30d。

3.2 底抽巷瓦斯抽放效果分析

（1）在底抽巷進行瓦斯抽放鉆孔施工時，鉆孔未出現塌陷、頂鉆現象，既保證了鉆孔施工質量，提高了瓦斯抽放效率，又保證了鉆孔施工安全。

（2）采用底抽巷進行3#煤層瓦斯預抽時不影響巷道正常掘進，與原來邊抽邊掘煤層瓦斯抽放技術相比大大提高了巷道掘進效率，保證了巷道施工安全。

（3）通過司馬礦抽采隊對底抽巷瓦斯抽放效率檢測發現，每組鉆孔平均瓦斯抽放量為2.43萬m3/月，瓦斯抽放率達46%，瓦斯抽放后巷道在后期掘進過程中未出現一次瓦斯超限斷電現象，工作面瓦斯濃度控制0.5%以下，取得了顯著瓦斯抽放效果。

4 結束語

煤層巷道掘進消突是一項技術難題，針對1207運巷先期掘進施工瓦斯治理存在問題，根據實測技術資料，認真分析巷道先期掘進期間瓦斯抽放技術存在不足和問題，研究提出了底抽巷穿層瓦斯抽放技術，實踐證明1207運巷采用底抽巷瓦斯抽放技術后，解決了原來邊抽邊掘煤層瓦斯抽放技術存在的問題，大大提高了掘進煤層瓦斯抽放效率，保證了巷道安全高效施工。