提高三软煤层开采层瓦斯抽采量方法探析

李剑锋

【摘 要】针对益新煤矿综采一队工作面回采期间各钻场钻孔抽采的参数数据，进行对比分析，表明高层位抽采钻孔以抽采裂隙带瓦斯为主，低层位抽采钻孔以截抽上隅角瓦斯为主。

【关键词】开采；瓦斯；抽采量

一、概况

益新煤矿综采一队工作面位于矿井+240m水平采区，工作面巷道长度405m，切眼长度105m，工作面开采15号煤层，煤层厚度8m，工作面采用综合机械化放顶煤回采工艺。综采一队工作面巷道掘进过程中，实测瓦斯含量4.37～6.04m/t，平均含量5.21m/t，瓦斯含量分布呈东高西低趋势，最大实测瓦斯含量位于运输巷距切眼20m处（6.04m/t），一共1～9号钻场，瓦斯含量4.1～5.1m/t，平均约4.5m/t左右。综采一队工作面设计采用单U型通风方式，回风巷掘进断面4.5m×3.1m，运输巷掘进断面4.5m×3.1m。工作面配风约1000m/min左右。

二、钻场钻孔抽采效果分析

在综采一队工作面回风巷施工8个钻场，1～8号钻场间距50m，每个钻场施工15个钻孔，钻孔长度70～100m，终孔点位于煤层顶板5～30m。7、8号钻场间距60m，钻场施工15个钻孔钻孔长度75～110m，终孔点位于煤层顶板5～30m。

由于前期仪器测量及钻孔导流管安装较少，1号钻场抽采数据较少，无法做出详细分析。此次仅对2～8号钻场抽采情况进行分析。

（一）2号钻场抽采效果分析

2号钻场瓦斯抽采纯量与工作面推进距离的关系。钻场从开始起作用至拆除抽放管路期间，瓦斯抽放量最大值达到13m/min左右，最小值为1.5m/min，在钻场作用期间内，平均瓦斯抽放量为8m/min左右。抽采效果最好的区域是工作面距离钻场30～40m，在此范围抽采纯量可达到12m/min。

（二）3号钻场抽采效果分析

3号钻场于3月20号接抽，于4月23日拆除。前期抽采纯量较小，钻场平均抽采纯量不到1m/min。4月1日，工作面距离钻场68m时，抽采钻孔作用开始初步显现，钻场抽采纯量为5m/min左右。4月22日，工作面距离钻场10m左右，钻场抽采纯量为4m/min。钻场从起作用至拆除服务22d。3号钻场抽采纯量4.78～13.92m/min，平均9.09m/min。抽采浓度为3.79%～28.85%，平均12.84%。在钻场起作用时间（22d）内工作面瓦斯储量为88.3万m（含量按6m/t，推进距离按照50m预计），3号钻场抽采总瓦斯量为28.8万m。

（三）4号钻场抽采效果分析

4号钻场于4月12号接抽，5月10日拆除。4月12日至4月19日抽采纯量及浓度均较小，在此期间工作面距钻场距离为80～90m；钻场平均抽采纯量不到0.1m/min，钻场还未开始起作用。4月20日，工作面距离钻场75m时，抽采钻孔作用开始初步显现，钻场抽采纯量为2.33m/min。5月9日，工作面距离钻场20m，钻场抽采纯量为3.08m/min，5月10日4号钻场拆除。钻场从起作用至拆除服务27d，钻场起作用时间为19d。4号钻场抽采纯量2.33～16.77m/min，平均10.55m3/min。类比与2号钻场（平均8m/min）、3号钻场（平均9.09m/min）参数，平均、最大抽采量均有不同程度上升，分析原因与工作面产量增加有关。在服务周期内前8d，4号钻场抽采浓度1.5%～6.92%，平均2.61%；钻场起作用的19d内，4号钻场抽采浓度为3.29%～31.77%，平均17.30%。在钻场服务时间（27d）内，4号钻场抽采总瓦斯量为29.55万m。

（四）45号钻场抽采效果分析

5号钻场于4月24号接抽，于5月28日拆除。4月24至5月8日抽采纯量及浓度均较小，在此期间工作面距钻场距离为80～90m；钻场平均抽采纯量不到0.5m/min，钻场还未开始起作用。5月8日，工作面距离钻场70m时，抽采钻孔作用开始初步显现，钻场抽采纯量为6.57m/min。5月28日钻场拆除。钻场从起作用至拆除服务34d，钻场起作用时间为19d。5号钻场抽采纯量1.71～17.35m/min，平均10.76m/min。在服务周期内前15d，5号钻场抽采浓度1.58%～7.09%，平均4.14%；钻场起作用的19d内，钻场抽采浓度为3.08%～39.89%，平均13.03%。在钻场服务时间（34d）内，5号钻场抽采总瓦斯量为30.99万m。

（五）6号钻场抽采效果分析

6号钻场于5月24号接抽，于6月13日拆除。钻场从起作用至拆除服务22d。6号钻场抽采纯量1.78～18.65m/min，平均11.53m/min。类比前面几个钻场参数，平均、最大抽采量均有不同程度上升，分析原因与工作面产量增加有关。在服务周期内，6号钻场抽采浓度为2.92%～27.84%，平均14.08%。抽采总瓦斯量为36.51万m。瓦斯抽采总量的增加与钻场间距加大有关。

（六）7号钻场抽采效果分析

7号钻场于6月12号接抽，7月17日拆除。工作面距离钻场75m时，抽采钻孔作用开始初步显现，钻场抽采纯量为6.19m/min。7月17日7号钻场拆除。钻场从起作用至拆除服务35d。7号钻场抽采纯量1.42～15.74m/min，平均7.97m/min。抽采平均纯量下降与在7号钻场服务期间工作面暂停回采有关。在服务周期内，钻场抽采浓度为1.69%～21.06%，平均9.92%。在钻场服务时间（35d）内，7号钻场抽采总瓦斯量为40.17万m3。瓦斯抽采总量的增加与钻场间距加大有关。

（七）8号钻场抽采效果分析

8号钻场于6月20号接抽，钻场参数如下：8号钻场抽采纯量4.22～15.25m/min，平均10.41m/min。抽采浓度为7.99%～22.58%，平均13.19%。

三、回采期间上隅角瓦斯浓度异常分析

3月29日至4月2日存在一次上隅角超限情况，分析为2号、3号钻场压茬接替距离不够，正处于两个钻场交替阶段。同时3月9日至3月13日之间是1号、2号钻场交替阶段，也出现瓦斯浓度居高不下的情况。

6号钻场以后，工作面上隅角频繁超限，特别在7号、8号钻场比较严重，工作面后方深部采空区距离过长，导致深部采空区集聚的瓦斯逐步向上隅角涌出。同时高位钻场受钻孔布置层位和钻孔数量、孔径的影响，抽采量提升空间有限，不能完全解决采空区瓦斯涌出。

四、瓦斯治理和抽采的建议

（1）减小钻场间距，钻场布置在煤层顶板以上2～3m岩层中，根据原施工的钻孔调整参数，增大钻孔孔径。

（2）相对于单纯依靠钻孔抽采治理瓦斯，改变通风方式，利用沿空留巷技术进行Y型通风，可以更有效解决上隅角瓦斯涌出问题。

五、结论

通过对综采一队工作面采空区2～8号钻场裂隙钻孔的数据观测及后期抽采效果分析，得出结论。

（1）正常回采每个钻场服务时间为15～22d（日割煤1～2m），鉆场抽采纯量8～11m/min，平均9m/min。在钻场服务时间内钻场抽采总瓦斯量为28万～30万m。

（2）低层位钻孔（终孔距离顶板<15m），抽采混合量较大，抽采浓度较低。单孔抽采平均浓度<5%，单孔抽采平均纯量<0.5m/min。钻孔主要以抽采上隅角及工作面采空区垮落带瓦斯为主。

（3）高层位钻孔（终孔距离顶板15～35m），抽采混合量较大，抽采浓度高。单孔抽采平均浓度10%～30%，单孔平均抽采纯量0.8～3m/min。

【参考文献】

[1]李兵伟，向真才.霍尔辛赫煤矿综采一队单U型工作面瓦斯分布规律研究[J].能源技术与管理，2017（2）：28-30.