韓睿鋒

（山西焦煤集團有限責任公司官地煤礦安監(jiān)處， 山西 太原 030053）

巷道抽采技術是一種開采高瓦斯煤層群采煤工作面瓦斯治理的有效方法[1]，而底巷預抽是最常用的巷道抽采方法之一。底抽巷不僅可以對上部煤層和采空區(qū)進行提前預抽，而且可以使上部煤層充分卸壓，還可以攔截鄰近煤層瓦斯涌入保護層[2-4]。

官地礦位于西山煤田，行政區(qū)劃屬太原市萬柏林區(qū)、晉源區(qū)、清徐縣及古交市管轄。礦井年核定生產(chǎn)能力390萬t。礦井井田含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，共含煤14層，煤層總厚度20.09 m，含煤地層平均厚度151.91 m，可采煤層9層，平均總厚度17.87 m。礦井采用平峒—斜井聯(lián)合開拓方式，屬多煤層聯(lián)合開采，主要可采煤層為2號、3號、6號、8號、9號。目前開采2號煤層過程中，由于采動影響大量的瓦斯從3號煤層涌入2號煤層，造成2號煤層瓦斯涌出量大，瓦斯易超限的問題。為解決這一難題，該礦在2號煤層下方的3號煤層中掘一條底抽巷進行巷道抽放技術實驗研究，并取得了良好的瓦斯治理效果。

1 官地煤礦22611工作面概況

22611工作面井下位于中六采區(qū)北配巷西北部。2號煤與3號煤層間距約16.79 m，2號煤層下方3號煤層四鄰均未采。2號煤層平均厚度2.89 m，煤層傾角 2°～16°，平均為5°。2號煤層瓦斯壓力為 0.36 MPa，瓦斯含量為5.71 m3/t，殘存瓦斯含量為1.99 m3/t，孔隙率為3.41%，煤層透氣性系數(shù)為0.615 27 m2/（MPa2·d），百米鉆孔瓦斯流量為0.052 9 m3/min，衰減系數(shù)為0.017 108 d-1，瓦斯放散初始速度為21△P。3號煤層瓦斯壓力為0.58 MPa，瓦斯含量為6.94 m3/t，殘存瓦斯含量為1.94 m3/t，孔隙率為4.24%，煤層透氣性系數(shù)為3.164 29 m2/（MPa2·d），百米鉆孔瓦斯流量為 0.043 3 m3/min，衰減系數(shù)為0.007 433 d-1，瓦斯放散初速度為11△P。

2號煤老頂為砂質(zhì)泥巖，厚度為2.78 m，直接頂為中粒砂巖，厚度為5.14 m，直接底為細粒砂巖，厚度為3.88 m，老底為砂質(zhì)泥巖，厚度為2.34 m。3號煤老頂為中粒砂巖，厚度為7.10 m，3號煤直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度為3.47 m，3號煤直接底為炭質(zhì)泥巖，厚度為0.47 m，3號老底為砂質(zhì)泥巖，厚度為0.75 m。

22611工作面底板瓦斯涌出量增大原因：

1）由于2號煤層被開采，底板受到超前支承壓力的作用，底板和3號煤層處于壓縮狀態(tài)，當?shù)装搴?號煤層位于采空區(qū)下方時，底板和3煤層又處于卸壓（膨脹）狀態(tài)，而處于壓縮和膨脹交界的底板和3號煤層容易產(chǎn)生剪切變形發(fā)生剪切破壞，形成貫通2號煤層和3號煤層的裂隙。

2）由于3號煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量均大于2號煤層，3號煤層的瓦斯會涌入2號煤層。

3）3號煤層由于超前支承壓力作用會產(chǎn)生大量空隙裂隙，產(chǎn)生的瓦斯會使煤體變形[5-6]，流通通道變大，流入2號煤層的瓦斯增多。因此2號煤層瓦斯易超限且難以治理。

2 22611工作面抽采技術方案

由于2號和3號煤層瓦斯含量均較高，22611工作面抽采技術方案：本煤層瓦斯抽采技術方案和3號煤層中的底抽巷瓦斯抽采技術方案。

2.1 本煤層瓦斯抽采技術方案

2.1.1 鉆孔施工方法

在工作面正巷停采線以里開始布置，采用密集布孔，沿工作面傾向打順層水平鉆孔進入工作面本煤層中進行瓦斯抽采，如圖1所示。

圖1 22611工作面正巷布置示意圖

2.1.2 鉆孔施工設計

本煤層瓦斯預抽鉆孔均垂直于煤壁施工，切眼側第一個鉆孔開孔位置距切眼20 m左右。鉆孔采用距巷道底板1.4 m開孔位置布孔。根據(jù)22611工作面煤層傾角以及工作面正、副巷標高的變化，考慮到鉆桿施工過程中存在一定的下沉量，所以鉆孔傾角取3°～17°。由于工作面傾向長225 m，原區(qū)域預抽巷在副巷已施工150 m區(qū)域預抽鉆孔，只正巷施工本煤層鉆孔長度定為180 m。根據(jù)鉆機性能，施工速度與技術水平、抽放瓦斯量等因素確定鉆孔開孔直徑153 mm、終孔直徑為113 mm、擴孔10 m。鉆孔間距確定為3 m。該工作面可采走向長1 190 m，由于煤層中陷落柱的存在，共設計施工261個鉆孔，合計進尺46 980 m，噸煤鉆孔進尺0.039 5 m/t。

2.2 底抽巷瓦斯抽采技術方案

2.2.1 底抽巷鉆場施工

如圖2所示，在工作面底抽巷口右側以里170m處(見煤點)開始布置鉆場，鉆場間距為50 m，鉆場深4 m，寬5 m，鉆場內(nèi)采用扇形布置施工本煤層鉆孔。底抽巷道右側共布置12個扇形鉆場，圖2中只繪制了第1鉆場和第3專場的鉆孔大致分布情況。底抽巷左側以里開始布置本煤層順層鉆孔，共布置117個鉆孔，具體鉆孔分布如圖2。

2.2.2 鉆孔施工設計

扇形鉆場施工參數(shù)：鉆場深4 m，寬5 m，每個鉆場施工13個本煤層鉆孔（1、2鉆場有10個鉆孔），鉆孔的方位角、鉆孔間距、傾角、鉆孔長度、及孔徑如表1所示。

圖2 22611工作面底抽巷布置示意圖

表1 扇形鉆孔施工參數(shù)

底抽巷左側鉆孔布置方法：在底抽巷以里的左幫布置，采用密集平行布孔，沿工煤層傾向打順層水平鉆孔進入本煤層中進行本煤層瓦斯抽采，鉆孔長度為180 m，鉆孔間距為3 m，孔徑為113 mm。

3號煤層底抽巷右側共設計鉆場12個鉆場156個鉆孔，左側設計施工117個，共設計施工271個鉆孔，合計進尺20 676+21 060=41 736 m。

3 22611工作面抽采效果分析

通過對比未采用底抽巷的22605相近工作面和采用底抽巷22611工作面瓦斯?jié)舛茸兓统椴陕剩梢苑治龀?2611工作面的抽采效果。抽采率隨時間變化曲線如下頁圖3所示，濃度變化曲線如下頁圖4所示。

由圖3可知，22611工作面最大抽采率為60.9%，最小抽采率為38.3%，平均抽采率為48.6%。22605工作面最大抽采率為45.3%，最小抽采率為15.3%，平均抽采率為27.9%。22611工作面抽采率高于22605工作面抽采率。由圖4可知22605工作面的瓦斯?jié)舛绕毡楦哂?.4%，最高濃度達到0.61%，平均濃度為0.49%。官地礦規(guī)定瓦斯?jié)舛雀哂?.6%報警，高于0.8%斷電，未使用底抽巷時工作面瓦斯?jié)舛染痈卟幌拢?2605工作面90 d內(nèi)出現(xiàn)了2次報警，存在影響生產(chǎn)的隱患。22611工作面瓦斯?jié)舛茸罡邽?.34%，平均瓦斯?jié)舛缺３衷?.26%左右。使用底抽巷后，瓦斯抽采率提高，工作面瓦斯?jié)舛冉档?，保證了礦井的安全生產(chǎn)。

圖3 抽采率隨時間變化曲線

圖4 瓦斯?jié)舛入S時間變化曲線

4 結論

1）本文分析了結合22605工作面實際生產(chǎn)情況，分析了22611工作面可能會引起瓦斯?jié)舛瘸薜脑?，采用了底抽巷瓦斯治理技術，并詳細介紹了瓦斯抽采技術方案，為鄰近礦井瓦斯治理提供借鑒。

2）底抽巷在22611工作面實施后，工作面瓦斯?jié)舛扔?.49%降低至0.26%，瓦斯抽采率27.9%提高到48.6%，取得了良好的效果，保證了礦井的安全生產(chǎn)。