神华宁煤集团汝箕沟无烟煤分公司 宁夏石嘴山 753003
摘要：白芨沟煤矿010202条带瓦斯抽采工作坚持“多钻孔、严封闭、综合抽”的理念超前进行，根据工作面开采时瓦斯来源及其特点，采用瓦斯立体综合抽采的方法，合理地确定钻孔参数，结果取得了较好的抽采效果。
关键词：瓦斯抽采；综合抽采；钻孔参数；抽采效果
白芨沟煤矿是神华宁夏煤业集团一座生产优质无烟煤的大型井工矿，于1972 年建成投产。矿井自投产以来，历年瓦斯等级鉴定均属高瓦斯矿井。瓦斯赋存变化规律是，南部大于北部，深部大于浅部，煤层瓦斯含量为 4.77～23.59 m3/t。根据煤层赋存规律，南部煤层瓦斯含量高于北部，010202条带原始瓦斯含量12.34m3/t，原始瓦斯压力达0.7Mpa，煤的坚固性系数为0.9～1.17，煤的瓦斯放散初速度13～21mmHg，透气性系数为8.98194×102m2/Mp·d，属较容易抽采。
1. 010202条带瓦斯综合治理技术及效果分析
1.1 瓦斯涌出来源分析
首先在010202工作面回采过程中，本分层的瓦斯在采动的影响下，大量的瓦斯涌入到回采工作面；其次在010202工作面回采后，顶板跨落，在矿井负压的作用下，采空区瓦斯集中涌入到回采工作面；同时在010202工作面本分层回采过程中，下分层的瓦斯受采动影响，大量瓦斯将涌入到回采工作面；在010202区段南部700米范围内的二3层煤上覆有一层二1层煤，由南向北逐渐与二3层煤合并，在0102102工作面生产时，二1层煤由于受采动影响，瓦斯将大量涌入到回采工作面。因此在010202条带回采时，瓦斯来源主要包括本分层瓦斯、邻近层瓦斯和采空区瓦斯。
从010202条带瓦斯涌出构成上来看，010202条带瓦斯涌出与开采层有关，因此瓦斯抽采应采取以本分层抽采为主，邻近层抽采为辅，同时对采空区采取瓦斯抽采措施。
1.2瓦斯综合治理技术
（1）长距离定向水平钻孔预抽
在1640集中运输巷和1650集中回风石门沿煤层走向和倾向施工长距离定向水平钻孔提前预抽010202区段煤层瓦斯。区段南部利用1640集中巷7个钻场80个定向钻孔抽采（终孔位置距区段以外15m，钻孔距煤层顶板 8m，孔间距 25m，倾向钻孔平均长度 600m，走向钻孔平均长度 1000m，钻孔孔径 150mm，其中岩孔75～120m）钻孔覆盖010201区段和010202区段，抽采010201和010202条带南部煤层瓦斯。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆北部利用1650集中回风石门沿010202条带煤层走向施工定向钻孔，共布置3个钻场17个定向钻孔（钻孔间距25m，距煤层顶板8m，钻孔平均长度800m，其中岩孔30～60m），抽采010202条带北部煤层瓦斯。钻孔预抽瓦斯效果最好时，瓦斯抽采单孔流量达到 11.4m3/min，浓度达到90%。
（2）穿层钻孔预抽
利用1665集中巷和边界进风上山向010202条带施工穿层钻孔，提前预抽煤层瓦斯。1665集中回风巷设计41个钻场，1665边界进风上山设计21个钻场，每个钻场布置4排12个或15个钻孔，钻孔成扇形布置，钻孔孔径113mm，平均深度220m，目前钻孔平均抽采浓度为45%，钻孔抽采流量0.05m3/min。
为了加强工作面南部煤层瓦斯预抽力度，在1665边界进风上山8#钻场～21#钻场两个钻场之间再补充1个钻场，共补充12个钻场，每组设计9个钻孔。在1665集中回风巷（回风一川～回风二川）段的两个钻场之间再补充钻孔，设计在每两个钻场之间增补3排9个钻孔，共补充7组，63个钻孔。
（3）二1层煤定向钻孔
010202条带南部700米范围内的二3层煤上覆有一层二1层煤，由南向北逐渐与二3层煤合并，煤层厚度为0.8～2m，与二3层煤最大层间距为25米，在010202条带生产时，二1层煤由于受采动影响，瓦斯将大量涌入到回采工作面。为了有效抽采010202条带二1层煤瓦斯，延长钻孔预抽期，在0102102回顺布置两个钻场，施工定向钻孔，共布置26个定向钻孔。钻孔平均浓度60%，钻孔流量0.10m3/min。
（4）顺层钻孔
根据0102102工作面南北瓦斯含量分布情况，在0102102回顺掘进时，同时施工顺层钻孔，超前抽采本分层瓦斯。利用回顺每隔6米施工1个顺层钻孔，钻孔平行布置，钻孔孔径113mm，封孔长度9m，钻孔平均深度230米，共布置258个钻孔，钻孔平均抽采浓度为50%，钻孔抽采流量0.07m3/min。
（5）0102102回顺高位钻孔
为了弥补切眼附近210米范围内二1层煤抽采盲区，设计利用0102102回顺向二1层煤施工高位钻孔抽采二1层煤瓦斯，解决此抽采盲区范围内的瓦斯。设计10组高位钻孔，每组布置8个高位钻孔。每组间距20米，钻孔孔径113mm；设计1#钻孔～5#孔孔底间距为5米，5#孔～8#孔孔底间距为10米，钻孔控制在二1层煤范围内。在工作面回采后，钻孔终端先揭露，在抽放负压的作用下，可改变采空区内瓦斯流动方向，抽采采空区瓦斯，减少采空区向工作面上隅角涌入的瓦斯量。
（6）瓦斯治理巷
在010202回顺外侧15米沿工作面走向布置一条专用瓦斯治理巷，贯穿010202区段走向，距煤层顶板以下6米布置，每隔50米施工一条联络巷并与回顺沟通。在瓦斯治理巷形成后，利用瓦斯治理巷沿煤层倾向施工顺层钻孔，钻孔分三层布置，覆盖010202工作面前三个分层。钻孔间距6m，钻孔孔径113mm，平均深度210m。在工作面回采前，提前铺设DN400mm的瓦斯管与地面中央泵站抽采系统搭接，在工作面采过后利用联络巷抽采采空区瓦斯。
1.3 预期防治效果
010202条带煤层原始瓦斯含量为12.34m3/t，瓦斯储量17607.2万m3。2018年4月经测定煤层平均残余瓦斯含量为6.57m3/t，煤层瓦斯压力为0.56 Mpa，在采取上述抽采措施后钻孔预抽期最长达10年左右。通过立体综合抽采方法，对010202条带抽采取得实效，在010202工作面回采前，抽出瓦斯量为14064.42m3，经计算煤层瓦斯含量可降为5.48m3/t，可解吸瓦斯量为2.66 m3/t，工作面瓦斯涌出量为7.43m3/min，抽采率为79%，满足规定指标要求。
2.结论及其建议
1.采取立体综合瓦斯抽采方法，瓦斯抽采工作超前规划、超前设计、超前施工，通过立体综合瓦斯抽采，达到采掘抽平衡，缓解抽采矛盾。
2.坚持“多钻孔、严封闭、综合抽”的瓦斯抽采理念，降低煤层瓦斯含量，提高瓦斯抽采效率。
3.合理的确定钻孔的有关参数，包括钻孔直径、布孔间距、抽放负压、抽放时间等，取得了较好的抽采效果。
4.采用多种抽放方法并用，一是降低了煤层瓦斯含量，减少了工作面回采过程中的瓦斯涌出量；二是增加了瓦斯抽采利用量，提高了矿井经济效益。
5.加强管理，保证各项治理措施有效实施。加强抽采钻孔施工和抽采管理，根据实际情况调整各项措施，严格执行“三同时”规定，将瓦斯治理与其理念落到实处。
参考文献：
[1]林柏泉，张建国.矿井瓦斯抽放理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2010.6
[2]杨存智.麻家梁矿特厚煤层综放工作面瓦斯抽采方案优化[J].中国煤炭，2013（1）
论文作者:张勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/13
标签：瓦斯论文; 钻孔论文; 煤层论文; 工作面论文; 条带论文; 采空区论文; 区段论文; 《防护工程》2018年第26期论文;