武立

摘 要：雙柳煤礦屬于煤與瓦斯突出礦井，通過多年的瓦斯治理研究總結已經形成了一套比較成熟的瓦斯治理方法，但隨著礦井開采條件的變化，在近年來的瓦斯治理過程發(fā)現(xiàn)在非突出區(qū)域中的采煤工作面抽采量大而濃度不高，因此需要對非突出區(qū)域回采工作面瓦斯治理方法進行優(yōu)化。

關鍵詞：突出礦井;瓦斯治理;采煤工作面;抽采量;優(yōu)化

汾西礦業(yè)集團雙柳煤礦于2018年正式升級為煤與瓦斯突出礦井，隨著礦井采掘工作的不斷進行，瓦斯賦存及地質情況也在相應的變化，在雙柳煤礦非突出區(qū)域瓦斯治理過程中，發(fā)現(xiàn)目前采煤工作面瓦斯抽采濃度不高，經過初步分析，得出的結論是回采工作面瓦斯治理存在一些浪費，因此需要對非突出區(qū)域瓦斯治理方法進行優(yōu)化，達到采煤工作面瓦斯“治得住，治得省”的目標。

1 礦井瓦斯地質概況

1.1 鑒定及區(qū)劃情況

2017年雙柳煤礦委托中國礦業(yè)大學對礦4（3+4）號煤層進行區(qū)域突出危險性預測，預測結論為：雙柳煤礦4（3+4）號煤層標高+430m以淺區(qū)域為無突出危險區(qū)，標高+430m及標高+430m以深區(qū)域為突出危險區(qū)。雙柳煤礦二采區(qū)位于非突出區(qū)域。

1.2 瓦斯來源情況

雙柳煤礦二采區(qū)為低瓦斯賦存區(qū)域，地質條件較好。瓦斯來源主要有以下三部分：

1.2.1 本煤層瓦斯涌出

我礦所采二疊系下統(tǒng)山西組下段頂部煤層（3+4）#合并層，煤體松，透氣性極好，不利瓦斯儲存。本煤層瓦斯涌出量約占工作面總涌出量的48%左右，是主要瓦斯涌出之一，根據治理瓦斯的分源治理原則，需進行瓦斯抽采工作。

1.2.2 圍巖瓦斯涌出

因我礦煤層頂?shù)装宥酁樯百|泥巖，孔隙、裂隙相當發(fā)育，成煤時期瓦斯儲存較多，在回采過程中，隨著老頂周期來壓，其中瓦斯一部分升至裂隙帶，一部分隨采空區(qū)漏風帶到工作面，直接影響工作面和上隅角瓦斯?jié)舛龋s占總涌出量的27%，為主要瓦斯涌出之一。

1.2.3 鄰近層瓦斯涌出

下鄰近煤層離本開采層距離較大（約80余m），對本開采層瓦斯涌出無影響;上鄰近2#煤層距本煤層約12m，開采后隨頂板垮落，應力重新分配后主要涌向采空區(qū)，約占總涌出量的25%，為主要瓦斯涌出之一。

2 瓦斯治理情況分析

2.1 原有回采面瓦斯治理方法

二采區(qū)回采工作面瓦斯治理方法為運巷鉆場裂隙孔+本煤層抽采，以23（4）15回采工作面為例進行說明：23（4）15工作面回采期間在運巷每個鉆場內共計施工13個鉆孔，在鉆場南側幫布置上下兩排各4個裂隙帶鉆孔，鉆場內西南角布置2個裂隙帶鉆孔，西側幫布置3個斜向本煤層鉆孔，孔徑75mm，平均孔深110m，鉆孔間距600mm。開孔直徑89mm，打5m后換用75mm鉆頭，孔徑75mm。第一鉆場鉆孔垂直距離伸入工作面10m，往后從第二鉆場開始，每個鉆場內鉆孔均垂直距離伸入前一鉆場30-40m。1#-10#孔水平距離控制在工作面切割巷10-80m的范圍內，1#-4#鉆孔終孔高度控制在19-24m內;4#-8#終孔高度控制在24-35m內，9#孔、10#孔終孔高度控制在35-40m，11#-13#號本煤層孔水平距離控制在工作面70-88m的范圍內，鉆場鉆孔參數(shù)在施工過程中具體確定。這樣既保證首個鉆場及鉆孔能夠在工作面初采發(fā)揮最大作用，又能保證相鄰鉆場的裂隙帶鉆孔能夠合理接替。2018年11月對23（4）15工作面25#、26#、27#鉆場進行了數(shù)據收集整理，具體數(shù)據見下表。

2.2 存在問題

在23（4）15工作面回采期間實測瓦斯抽采參數(shù)不太理想，抽采量大、抽采濃度較低，經過分析得知造成這種結果的原因是抽采能力過剩。鑒于此種情況，我礦計劃在23（4）13工作面對抽采方法進行優(yōu)化，核減部分鉆孔數(shù)量，調整鉆孔參數(shù)來從根本上解決抽采能力過剩的問題。

3 回采面瓦斯治理方法優(yōu)化

在低瓦斯賦存區(qū)域的23（4）13工作面運巷施工9個專用鉆場（鉆場尺寸：長*寬*高4500mm*4000mm* 3500mm），1#、2#、3#試驗鉆場施工10個鉆孔;4#、5#、6#試驗鉆場施工8個鉆孔。在回采期間，定期觀測23（4）13工作面配風量、上隅角瓦斯、回風流瓦斯及裂隙短鉆孔瓦斯抽采參數(shù)，并將測定數(shù)據登記臺賬，以便查取。同時分段對單個鉆場所測得數(shù)據進行比較、分析、總結。待6個專用鉆場鉆孔均使用完畢后，綜合分析6個鉆場鉆孔抽采相關參數(shù)，初步得出低瓦斯賦存區(qū)域裂隙短鉆孔有效抽采鉆孔數(shù)量。

4 優(yōu)化效果分析

在23（4）13工作面回采期間定期對抽采參數(shù)進行了收集整理，詳細參數(shù)見下表。

從上表可以看出，在鉆孔數(shù)量逐步優(yōu)化過程中，抽采濃度有了明顯提高，同時工作面瓦斯參數(shù)均正常，可以滿足工作面正常回采需求。

5 結論

本文通過對優(yōu)化前后瓦斯抽采效果進行對比，得出此次優(yōu)化效果明顯，實現(xiàn)了回采面瓦斯治理“治得住，治得省”的目標，為雙柳煤礦節(jié)約了資金，減少了鉆孔工程量，縮短了鉆孔施工工期，為雙柳煤礦正常抽、掘、采銜接提供了有力保障。

參考文獻：

[1]曹偉.瓦斯治理理論與技術淺析[J].內蒙古煤炭經濟，2014 （2）.

[2]程遠平，付建華，俞啟香.中國煤礦瓦斯抽采技術的發(fā)展[J].采礦與安全工程學報，2009，26（2）：127-139.

[3]姜建峪，盧衛(wèi)永.瓦斯抽采技術在宏遠煤礦瓦斯治理中的應用[J].中州煤炭，2013（10）：92-93.