麥捷煤礦“一礦一策、一面一策”瓦斯治理分析

＊王龍龍

（山西壽陽潞陽麥捷煤業有限公司 山西 045000）

1.礦井概況

山西壽陽潞陽麥捷煤業有限公司，開采8#、9#、15#煤層，批準井田面積為8.0236km2。全井田劃分為兩個水平，輔助水平開采8#、9#煤層，主水平開采15#煤層。主水平標高+1045m，輔助水平標高+1090m。全礦井共劃分為三個采區，其中輔助水平劃分為兩個采區：8#、9#煤層各劃分為一個采區，分別為801采區、901采區；主水平15#煤層劃分為一個1505采區（12#煤層暫不開采）。2011-2016年，中國礦業大學對8#、9#、12#、15#煤層進行瓦斯參數測定和突出危險性評估工作。根據國家相關規定，評估認為麥捷煤礦8#、9#、12#、15#煤層均無煤與瓦斯突出危險性。2020年瓦斯涌出量測定報告顯示，礦井絕對瓦斯涌出量22.91m3/min，相對瓦斯涌出量8.06m3/t，回采工作面最大瓦斯涌出量20.09m3/min，掘進面最大瓦斯涌出量0.26m3/min，屬高瓦斯礦井。

麥捷礦150506工作面采用“單U+高抽巷+裂隙帶抽采”的通風方式，工作面不施工本煤層鉆孔。150506工作面為該瓦斯治理模式下的首個試驗工作面，如果“風排+高抽巷+裂隙帶抽采”瓦斯治理模式能滿足生產需求，該模式將逐步在瓦斯地質條件類似的工作面推廣，否則將采用：“高抽巷+高位裂隙帶鉆孔+本煤層鉆孔+上隅角插管”的瓦斯治理模式[1]。

2.“一礦一策”瓦斯綜合治理方案

麥捷礦各煤層采掘工作面可解析瓦斯含量均在4.2m3/t以下，故不涉及銜接規劃區和超前治理區。達標生產區：主水平1505采區（可解析瓦斯含量均在4.2m3/t以下，最大瓦斯壓力0.09MPa），輔助水平801采區（可解析瓦斯含量均在3.8m3/t以下）。

根據國家相關規定，鑒定認為15#煤層鑒定區域無煤與瓦斯突出危險性。根據麥捷煤礦實際情況，2021年采掘區域原始瓦斯含量在5m3/t以下，特制定以下瓦斯治理措施。

掘進過程中只需進行區域驗證即可，煤巷掘進工作面每40m檢測一次瓦斯含量W值、K1值和鉆屑量S值進行局部突出危險性預測，如果檢測到W值（超8m3/t）、K1值、鉆屑量S值超標或其他瓦斯動力現象，則掘進工作面停止掘進，或施工10-30m的短預抽鉆孔進行預抽。經過一段時間釋放或預抽瓦斯后，再次對檢測W值、K1值和鉆屑量S進行效果檢驗，直至效果檢驗無突出危險后方可掘進。

對井下回采工作面施工高抽巷抽采、裂隙帶鉆孔抽采的方法作為區域瓦斯治理措施。經抽采達標評判合格后回采，回采過程中只需進行區域驗證即可，區域驗證有突出危險性后施工瓦斯釋放鉆孔或短預抽鉆孔，直至區域驗證無突出危險后繼續回采[2-3]。

釋放鉆孔或短預抽鉆孔均按照1個/m2布置。鉆孔在整個巷道斷面上均勻布置，左右控制到巷道輪廓線外5m，上下控制并穿透整個煤層，孔深15-30m，保證鉆孔深度沿巷道走向方向水平投影大于10m。瓦斯釋放鉆孔或短預抽鉆孔采用麻花鉆桿鉆進，鉆孔孔徑75mm，如有軟分層，軟分層中應適當增加鉆孔數量，施工期間制定專門的安全技術措施。

3.“一面一策”瓦斯綜合治理方案

2021年計劃150506綜放工作面。150506工作面位于井田新區東翼，工作面北為150506采空區，南為實體煤，東為15#南軌、南皮、南回風大巷，東為新區井田邊界。150506綜放工作面為單U+高抽巷模式，煤厚6.3m，采面長度205m，可采長度830m；采煤方法為放頂煤開采，計劃日產量為4600t。地面標高為1375-1397m，工作面煤層底板標高為930-1000m，埋深301-324m。

根據掘進期間實測煤體最大瓦斯含量：4.0923m3/t，最大可解析瓦斯含量2.0753m3/t，殘存量2.017m3/t。150506工作面回采范圍內無地質構造異常區域，屬穩定的可采煤層，頂板為石灰巖、砂質泥巖，底板為泥巖、砂質泥巖。

(1)瓦斯涌出預測

150506工作面瓦斯來源主要由開采層采空區和鄰近層瓦斯涌出為主。同樣采取分源預測法進行工作面瓦斯涌出量預測。150506工作面瓦斯來源主要由開采層瓦斯涌出、鄰近層（包括圍巖）和瓦斯涌出兩部分組成。根據分源預測法預測150506工作面正規循環生產期間相對瓦斯涌出量最大為2.94m3/t，絕對瓦斯涌出量最大值為9.40m3/min。

表1 150506工作面瓦斯涌出量預測

(2)瓦斯治理措施

因150506工作面可解析瓦斯含量在1.6-2.0m3/t，可解析瓦斯量單項指標已滿足工作面日產10000t標準。根據鄰近150502工作面本煤層預抽情況，本煤層預抽效果差，相較高抽巷抽采微乎其微；且15#煤層透氣性系數為0.01m2/MPa·d，百米鉆孔瓦斯流量衰減系數為0.265d-1，為可以較難抽放煤層。綜上所述，150506工作面不涉及本煤層鉆孔預抽瓦斯。

整個回風順槽布置166個頂板裂隙孔，孔間距5m，進尺13280m，降低回采期間上隅角區域上部裂隙帶高濃度瓦斯。

表2 頂板裂隙孔參數表

150506高抽巷掘進到位后，外口砌筑密閉墻，閉前留設抽采管路，從15#南回風大巷→15#公共高抽巷→150506高抽巷接設φ610mm的瓦斯主管，管路接至密閉以里8m，閉內抽放口位置架設木垛保護。管路接好后，在回采前管路并入大系統由地面永久瓦斯泵站抽采排空。高抽巷斷面凈寬3.5m，凈高2.7m，斷面積9.45m2，長度890m，距15#煤層頂板平均40m，與軌順水平距離30m，提前下坡與工作面切眼小斷面貫通。

150506綜放工作面采用皮帶順槽進風，軌道順槽回風的“U+高抽巷”通風方式。150506工作面計劃配風量1500m3/min左右，按照回風流瓦斯濃度不超0.8%規定，工作面風排能力為12m3/min。

(3)瓦斯治理能力評估

150506工作面于2019年9月底開始回采，參考鄰近工作面瓦斯抽采參數，得出實際瓦斯治理能力遠大于工作面預測絕對瓦斯涌出量（13.76m3/min），且自生產以來，各地點瓦斯濃度、風速、工作面抽采率均滿足規定要求。

表3 瓦斯治理能力評估表

(4)其他保障措施

在綜放工作面回采期間，要做好周期來壓時的礦壓觀測和預報工作。在周期來壓之前，要做好超前控頂工作。在周期來壓時，要將來壓時瓦斯壓力納入安全生產管理。需要注意的是，在初次來壓和周期來壓期間，要根據直接頂垮落時的最大瓦斯涌出量來確定所需要風量。與此同時，還要根據最大瓦斯量來配備相應的通風設備，并根據風量確定工作面的煤炭產量。為了保證安全生產，割煤的速度要降到最低，而且不要與放煤同時進行[4]。針對老塘內遺煤氧化出現的瓦斯問題，要盡量保證放煤的效率，提高頂煤的放出率，從而減少上隅角處的瓦斯涌出量。此外，在來壓期間還需要做好瓦斯檢查和礦壓監測工作，一旦發生有異常情況，應該立即上報相應的主管部門進行處理。在有必要的情況下，為了保證安全，應該立即停止開采，排除可能存在的安全隱患。

采掘工作面過地質構造時，必須建立有效的瓦斯預防機制，抽采部門在打鉆過程中若發現異常，及時匯報；監控部門必須保證瓦斯超限后切斷掘進巷道及其回風系統內電器電源；瓦檢員發現瓦斯異常，必須立即撤出人員。采掘工作面過地質構造時，要保證最大配風量，保證各高冒區瓦斯檢查全覆蓋，嚴格杜絕任何地點瓦斯積聚和機組截割矸石產生火花。采掘工作面過地質構造期間，通風部門要對瓦斯涌出進行記錄、分析，抽采部門要加強煤層參數的測定工作，及時準確掌握局部參數變化，一旦超標執行停準掘（采）制度，實施局部防突措施；過地質條件變化區域后，要及時編制過地質條件變化區域總結。

4.小結

礦井瓦斯防治是煤礦安全工作的重點內容之一。為了進一步提高煤礦瓦斯治理的效率，煤礦開始推進“一礦一策、一面一策”瓦斯治理的理念。麥捷煤礦根據自身的實際情況，堅持實施這種瓦斯治理理念。本文詳細地介紹了“一礦一策”和“一面一策”的具體措施，可以為類似條件下瓦斯治理提供一定的參考。