官地矿中六采区2＃煤层瓦斯综合治理技术研究

李 健

（西山煤电集团公司，山西省太原市，030053）

官地矿中六采区2＃煤层瓦斯综合治理技术研究

李 健

（西山煤电集团公司，山西省太原市，030053）

针对煤层瓦斯含量逐渐增高，矿井瓦斯涌出量逐渐增大的情况，官地矿以中六采区2＃煤层22607工作面为试点，采取本煤层预抽、上邻近层裂隙带抽放、底抽巷卸压截抽3＃煤层瓦斯和采空区插管抽采4种方案联合进行抽采，有效控制了工作面上隅角及工作面瓦斯的涌出。

瓦斯综合治理 本煤层抽放 裂隙带抽放 底抽巷抽放 采空区抽放

西山煤电集团公司官地矿是一座国有大型矿井，具有50余年的开采历史。随着矿井开拓水平的延伸，特别是近几年来随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量逐渐增高，矿井瓦斯涌出量逐渐增大，从而使煤矿安全生产与瓦斯治理之间的矛盾进一步加大，严重地威胁着煤矿的安全高效生产，瓦斯问题已成为制约官地矿安全高效生产和可持续发展的主要因素。

1 2＃煤层和3＃煤层瓦斯现状

官地矿作为高瓦斯矿井，煤层瓦斯含量随煤层、区域的不同，差异很大。目前开采的中六采区2＃煤层瓦斯压力为0.36 MPa，瓦斯含量5.71 m3／t，残存瓦斯含量1.99 m3／t，绝对涌出量18 m3／min，孔隙率3.41%，煤层透气性系数0.61527 m2／MPa2·d，百米钻孔瓦斯流量0.0529 m3／min·hm，衰减系数0.017108／d，煤尘爆炸指数16.69%。未开采的3＃煤层瓦斯压力0.58 MPa，瓦斯含量6.94 m3／t，残存瓦斯含量1.94 m3／t，孔隙率4.24%，煤层透气性系数3.16429 m2／MPa2·d，百米钻孔瓦斯流量0.0433 m3／min·hm，衰减系数0.007433／d，爆炸指数17.27%。

因此2＃煤层工作面回采时上下邻近层的瓦斯对其影响非常大，尤其3＃煤层的瓦斯占到工作面瓦斯涌出量的50%以上，是制约官地矿瓦斯治理的瓶颈，因此在2＃煤层开采的同时，不得不重点考虑邻近3＃煤层的瓦斯治理。

2 中六采区2＃煤层综合治理技术方案

以中六采区2＃煤层22607工作面为试点，工作面采用副巷进风，正巷回风的一进一回的 “U”型通风系统，预计22607工作面瓦斯绝对涌出量在20 m3／min左右。22607工作面瓦斯主要来源于本煤层和邻近3＃煤层，故2＃煤层采取本煤层预抽、上邻近层裂隙带抽放、底抽巷卸压截抽3＃煤层瓦斯和采空区插管抽采4种方案联合进行抽采。

2.1 本煤层抽放

在22607工作面停采线5 m以里的正巷内密集平行布置钻孔，沿工作面倾向打顺层水平钻孔进入工作面本煤层。所有钻孔均垂直于煤壁施工，开孔位置距巷道底板1～1.2 m。钻孔倾角7.5°～10°。由于工作面倾向长220 m，故钻孔长度全部为200 m。钻孔开孔直径153 mm、终孔直径为113 mm、扩孔10 m。钻孔间距确定为3 m。根据现场具体条件和安设钻机处的顶板情况确定钻孔位置。22607工作面走向长810 m，可采长度770 m，共设计施工253个钻孔，合计进尺50600 m，煤钻孔进尺0.096 m／t。因2＃煤层透气性较差，根据2＃煤层瓦斯预抽情况，预抽率为10%。

22607工作面的预抽时间12个月，回采时本煤层抽采量会下降，且随着工作面的不断推进，钻孔数量也在不断减少，抽放量下降。所以其回采时的抽放量预计为1 m3／min。

2.2 上邻近层裂隙带抽放

在与22607正巷相邻的22609副巷内垂直于工作面走向打钻孔进入22607工作面上邻近层顶板高位裂隙带。根据岩层情况结合邻近22605工作面裂隙孔角度参数和抽放情况，22607工作面上邻近层裂隙带钻孔终孔垂高取煤层厚度的12倍 （34～41.4 m）。钻孔水平投影控制范围至工作面20 m。根据工作面煤层厚度和倾角情况，可算出钻孔深度为62～65 m，为了提高抽放效果，增加钻孔在裂隙带的长度，钻孔孔深全部为70 m。钻孔开孔直径113 mm、终孔直径为113 mm。抽放钻孔间距确定为5 m，距风管5 m侧开孔，沿顶板开孔。共设计施工139个钻孔，合计进尺9730 m，所有钻孔必须挂钻孔编号牌。根据22605工作面上邻近层裂隙带的抽放情况，22607工作面上邻近层裂隙带瓦斯抽放量预计为8 m3／min。

2.3 22607底抽巷抽放

在与22607工作面正巷相邻的22609工作面副巷内错20 m布置3＃煤层底抽巷，与22609副巷贯通，形成全负压系统。在底抽巷内两侧，密集平行布置钻孔，在3＃煤层中施工顺层水平钻孔，采前预抽3＃煤层瓦斯，22607工作面推过后，抽采3＃煤层的卸压瓦斯。

按照本煤层瓦斯预抽的方法，所有钻孔均垂直于煤壁施工。开孔位置距巷道底板1～1.2 m。钻孔倾角取20°～70°。钻孔长度定为200 m。钻孔开孔直径153 mm、终孔直径为113 mm、扩孔10m。钻孔间距确定为10 m。底抽巷走向长700 m，共设计施工136个钻孔，合计进尺27200 m。3＃煤层底抽巷在回采过程中抽放卸压瓦斯，抽采量预计为2 m3／min。

2.4 采空区移动插管抽放

利用ZWY-260／315-G型移动式抽放泵和直径355 mm PE抽放管构成移动抽采系统，在工作面后部风管内埋设355 mm PE管，对采空区瓦斯进行大流量抽采，管路系统同时连接抽采的埋管不超过3个，抽采浓度大于3%时，瓦斯排入采区回风巷排出地面。移动泵采空区抽放瓦斯量为2 m3／min。

3 中六采区2＃煤层综合治理结果

通过以上4种抽放方法结合使用，有效控制了2＃煤层22607回采工作面上隅角及工作面的瓦斯涌出，根据官地矿煤层瓦斯基本参数测定报告，治理后的2＃煤层瓦斯压力0.18 MPa，瓦斯含量2.96 m3／t。3＃煤层瓦斯压力0.3 MPa，瓦斯含量3.78 m3／t。有效地治理了工作面瓦斯，进一步解放了生产力，提高了单产水平，确保工作面安全生产；为近距离煤层联合治理瓦斯积累了经验，提供了技术保障；瓦斯是一种清洁能源，提高抽采率、抽采浓度、抽采量，为瓦斯的利用提供保证，确保了综采工作面安全高效生产。

［1］国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定［M］.北京：煤炭工业出版社，2009

［2］徐严军，张守宝.极近距离煤层开采的瓦斯分源治理技术 ［J］.中国煤炭，2012（12）

［3］王志亮，陈善文等.孔庄矿7354工作面上隅角瓦斯治理模式研究 ［J］.中国煤炭，2012（11）

Research on comprehensive control on gas in No.2 coal seam of middle sixth mining area in Guandi Coal Mine

Li Jian
（Xishan Coal Electricity Group Co.，Ltd.，Taiyuan，Shanxi 030053，China）

Aimed at the rised gas content and gas emission，the No.22607 mining face in No.2 coal seam of middle sixth mining area in Guandi Coal Mine was taken as a pilot project of gas control.The comprehensive drainage measures，such as pre-drainage in mined seam，drainage in fissure zone in above adjacent seam，drainage in bed plate tunnel of No.3 coal seam by pressure release and drainage in goaf，has effectively controlled the gas emission at the mining face and the upper corner.

comprehensive control on gas，drainage in mined seam，drainage in fissure zone，drainage in bed plate tunnel，drainage in goaf

TD712.6

A

李健 （1968-），男，1991年毕业于山西矿院，高级工程师，主要从事煤矿管理方面的工作。

（责任编辑 张艳华）