王志璠

（潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)公司，山西 長(zhǎng)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(xiǎn)性的重要技術(shù)手段。目前我國(guó)高瓦斯或具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)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(qū)抽放法，由于礦井地質(zhì)條件及施工條件不同，所以采掘煤層在進(jìn)行瓦斯抽放前必須根據(jù)工作面煤層瓦斯賦存條件、實(shí)際煤礦生產(chǎn)情況合理選擇瓦斯抽放方法。本文以司馬礦1207運(yùn)巷為對(duì)象，分析了巷道掘進(jìn)期間原瓦斯抽放方法及存在的問題，研究提出并實(shí)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(tuán)司馬煤業(yè)公司位于山西省長(zhǎng)治市西南部，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.0Mt/a，井田面積為9.118km2，經(jīng)鑒定司馬礦瓦斯絕對(duì)涌出量為49.8m3/min，瓦斯相對(duì)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(yùn)巷為礦井二采區(qū)南翼為1207工作面進(jìn)風(fēng)大巷，巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1600m，巷道設(shè)計(jì)斷面規(guī)格為寬×高=5.2×3.6m，巷道北部為采區(qū)大巷，分別為二采區(qū)集中回風(fēng)巷、二采區(qū)集中軌道巷、二采區(qū)集中膠帶巷，東部為1206工作面采空區(qū)，南部為實(shí)煤區(qū)，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(xì)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(jìn)470m。

根據(jù)司馬礦抽采隊(duì)對(duì)1207運(yùn)巷煤層瓦斯檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，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(shù)為0.63m2/MPa2，掘進(jìn)煤層具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。

2 1207運(yùn)巷前期瓦斯抽放設(shè)計(jì)及存在問題

2.1 前期掘進(jìn)階段瓦斯抽放設(shè)計(jì)

為了消除掘進(jìn)煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性，保證巷道安全高效掘進(jìn)，司馬礦抽采隊(duì)對(duì)1207運(yùn)巷前期掘進(jìn)階段采用本煤層邊抽邊掘法進(jìn)行3#煤層瓦斯預(yù)抽。巷道每掘進(jìn)50m施工一組瓦斯抽放鉆孔，每組4個(gè)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(hào)為ZWY-25/45移動(dòng)式瓦斯抽放泵站進(jìn)行瓦斯預(yù)抽，每組鉆孔抽放時(shí)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(fā)育不穩(wěn)定且煤層瓦斯壓力較大，采用本煤層鉆孔瓦斯抽放時(shí)，鉆孔施工難度大，鉆孔施工期間經(jīng)常出現(xiàn)噴孔、頂鉆、鉆孔塌陷現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)前期鉆孔施工期間共計(jì)發(fā)生四起鉆孔頂鉆傷人事故。

（2）每組鉆孔施工完后預(yù)抽時(shí)間短，掘進(jìn)煤層瓦斯抽放效果差，根據(jù)抽采隊(duì)對(duì)前期瓦斯抽放效果檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，每組鉆孔平均瓦斯抽放率僅為24.7%，瓦斯抽放后在掘進(jìn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)工作面瓦斯超限斷電現(xiàn)象。

（3）采用本煤層邊抽邊掘法進(jìn)行瓦斯預(yù)抽時(shí)，抽放鉆孔施工及瓦斯抽放過程中巷道無法繼續(xù)掘進(jìn)，巷道每掘進(jìn)50m需停掘5d，而1207運(yùn)巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1600m，需進(jìn)行30次瓦斯抽放，整個(gè)巷道停產(chǎn)天數(shù)為150d，從而嚴(yán)重制約了巷道快速掘進(jìn)。

3 底抽巷瓦斯抽放技術(shù)研究應(yīng)用

3.1 底抽巷瓦斯抽放技術(shù)

為了解決本煤層邊抽邊掘瓦斯預(yù)抽法存在的問題，研究決定對(duì)1207運(yùn)巷后期掘進(jìn)采用底抽巷瓦斯抽放技術(shù)。

（1）1207底抽巷從二采區(qū)集中回風(fēng)巷以10°俯角掘進(jìn)施工，當(dāng)?shù)壮橄锞蜻M(jìn)至3#煤層底板9m處開始平行掘進(jìn)，巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度為1600m，巷道斷面規(guī)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(jìn)巷道瓦斯預(yù)抽，1207底抽巷施工位置與1207運(yùn)巷垂距9m，水平距25m處。

（3）當(dāng)1207底抽巷施工完后開始對(duì)1207運(yùn)巷掘進(jìn)煤層進(jìn)行瓦斯預(yù)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(gè)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(yù)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(jié)合水泥漿進(jìn)行封孔，封孔長(zhǎng)度不得低于10m,在瓦斯抽放期間應(yīng)定期對(duì)鉆孔封孔質(zhì)量進(jìn)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(hào)為ZWY-42/75移動(dòng)泵站系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯預(yù)抽，每組鉆孔抽放時(shí)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(jìn)行瓦斯抽放鉆孔施工時(shí)，鉆孔未出現(xiàn)塌陷、頂鉆現(xiàn)象，既保證了鉆孔施工質(zhì)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(jìn)行3#煤層瓦斯預(yù)抽時(shí)不影響巷道正常掘進(jìn)，與原來邊抽邊掘煤層瓦斯抽放技術(shù)相比大大提高了巷道掘進(jìn)效率，保證了巷道施工安全。

（3）通過司馬礦抽采隊(duì)對(duì)底抽巷瓦斯抽放效率檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，每組鉆孔平均瓦斯抽放量為2.43萬m3/月，瓦斯抽放率達(dá)46%，瓦斯抽放后巷道在后期掘進(jìn)過程中未出現(xiàn)一次瓦斯超限斷電現(xiàn)象，工作面瓦斯?jié)舛瓤刂?.5%以下，取得了顯著瓦斯抽放效果。

4 結(jié)束語

煤層巷道掘進(jìn)消突是一項(xiàng)技術(shù)難題，針對(duì)1207運(yùn)巷先期掘進(jìn)施工瓦斯治理存在問題，根據(jù)實(shí)測(cè)技術(shù)資料，認(rèn)真分析巷道先期掘進(jìn)期間瓦斯抽放技術(shù)存在不足和問題，研究提出了底抽巷穿層瓦斯抽放技術(shù)，實(shí)踐證明1207運(yùn)巷采用底抽巷瓦斯抽放技術(shù)后，解決了原來邊抽邊掘煤層瓦斯抽放技術(shù)存在的問題，大大提高了掘進(jìn)煤層瓦斯抽放效率，保證了巷道安全高效施工。