1927工作面瓦斯预抽效果及瓦斯治理评价

王少华

冀中能源股份有限公司显德汪矿通风区，河北沙河 054107

1 瓦斯治理

1.1 工作面抽放钻孔施工情况

显矿1927工作面位于九采区南部，其北部为已经开采的1925工作面，南部尚未布置工作面，东至九运下山，西至栾卸村庄煤柱。地面位置位于温庄村西南约600m～1500m，栾卸村北东约300m～1300m。地面标高+250m～+300m，工作面标高-160m～-215m。该工作面走向长956m，倾斜长140m，工业储量32.9万吨，可采储量31.3万吨。

1927工作面接替1925工作面，位于该工作面下部，基本情况与该工作面类似。“U”型通风方式，工作面为上行风，采取风排与抽放相结合的瓦斯治理方式。

参考1925工作面回采时生产情况，1927工作面回采期间工作面风量保证在800m3/min以上。回采前通风系统调整为上行风，新风经副井—中央石门—九轨道下山、（九运下山）—1927运输巷到达1927工作面，回风流经1927运料巷直接进入九采专用回风巷，经东风井排出地面。

为满足矿井瓦斯治理需求，构建了井下移动瓦斯抽放系统。1927工作面掘进期间就在运输巷、运料巷每40m施工一个钻窝，每个钻窝打9个钻孔，进行本煤层瓦斯抽放。

1927两巷掘进期间预抽两巷本煤层瓦斯，泵站布置在九轨道坡头，抽放瓦斯管网敷设路线如下：

九轨道（泵站）→九轨道下山→1927运料巷

九轨道（泵站）→九轨道下山→九轨道三中→1927运输巷联巷→1927运输巷

瓦斯排放路线：泵站→九采回风巷→六采运输上山→东风井

1.2 抽放钻孔布置与参数

由1927两巷钻窝内分别向工作面打扇形钻孔。钻孔直径：75mm，钻孔长度：50m～70m，钻场间距：40m，钻孔夹角：起步30°，钻孔间夹角15°，每个钻窝施工9个钻孔。

1.3 钻孔施工设备

钻孔施工设备采用ZYJ-380/210液压架柱式钻机，其额定钻孔长度200m，钻孔孔直径42-108mm。

1.4 封孔方式。钻孔封孔材料采用聚胺脂封孔剂，封孔导管采用管径48*5mm UPVC抗静电、抗阻燃管，封孔长度为8m。

1.5 抽放工艺

抽放钻孔施工结束，用FKL-273型孔板流量计测量钻孔负压，经过验收并符合抽放钻孔要求后接入抽放主管道，同时在抽放泵站处安装甲烷传感器对抽放参数进行监测，并根据监测对抽放状态进行调整，满足预抽孔口负压不低于13kPa。

在抽放过程中，应根据抽放的实际需要，随时对钻孔的抽放负压、浓度及抽放量，进行调控，使钻孔处于最佳抽放状态。

DGC型瓦斯含量直接测定装置，WT-1型瓦斯扩散速度测定仪，WY-98A吸附常数测定仪，三套瓦斯测定设备安装调试完成，标志着我矿已具备瓦斯含量及压力等关键参数的测定能力。

2 测定方法

DGC型瓦斯含量直接测定装置工作原理：瓦斯含量包括损失量、井下解吸量、实验室解吸量、粉碎解吸量四部分。通过向煤层施工钻孔，到达预定位置后退出钻杆，采用双层采煤管取芯，将取出的煤样迅速放入煤样筒中封闭，用井下解吸系统测量煤样筒中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量W1；井下解析完毕后关紧阀门，把煤样筒带到实验室然后在地面解吸仪上测量从煤样筒中释放出的瓦斯量， 与井下测量的瓦斯解吸量一起计算煤芯瓦斯解吸量W2；取两份煤样，每份120g装入密封的粉碎系统加以粉碎，测量在粉碎过程及粉碎后一段时间所解吸出的瓦斯量，并以此计算粉碎瓦斯解吸量W3；瓦斯损失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎瓦斯解吸量之和就是可解吸瓦斯含量，即 Wa＝W1＋W2＋W3。根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》计算常压残存量Wc，则可得出煤层瓦斯含量W= Wa+Wc。

3 效果检验

每推进30m工作面进行两次工作面局部预测验证进入瓦斯涌出异常区域根据现场煤层厚度、松软程度等实际情况选择合时位置进行防突效果检验。

1）采用钻屑指标法检验（预测）。根据中国矿业大学提供的《1925采煤工作面瓦斯治理技术研究》报告，各参数临界值确定为：最大钻屑量S-3.2kg/m； K1-0.38mL/(g.min1/2) ；Δh2-160Pa。当上述任一参数实测值大于或等于临界值或三项指标都不超限但打钻时出现喷孔顶钻等异常情况时，为有突出危险；

2）预测孔范围：正常情况从1927工作面140m，两端各留出10m不进行预测，中间区域每10m预测一次，预测孔共12个，孔深不得小于8m，或根据现场回采实际情况确定深度。预测孔必须避开注水孔及释放钻孔；

3）工作面推进度必须小于预测深度，并且保证有2m的预测孔超前距及3m的释放孔超前距。在地质构造破坏严重地带应适当增加释放孔超前距，回采工作面不小于5m，每次工作面防突措施施工完成后，应当绘制工作面防突措施竣工图。

根据《股份有限公司瓦斯抽采达标评价工作体系》，沿采煤工作面推进方向每间隔30m～50m至少布置1组测定点的要求，1927工作面共布置31处测点，运料巷布置16个，每两个钻场之间布置一个测点。运煤巷布置15个，测点参照运料巷测点，选在两个测点的中部，测点取样钻孔深度不小于60m，检验测试点间距不大于50m，避开1927放水巷泄压带，检验测试点要控制到工作面中部抽放薄弱地区。

4 结论

此次主要对预抽前后的瓦斯压力和瓦斯含量进行对比而进行效果分析。通过对1927工作面预抽前瓦斯含量及压力的测定，原始煤层瓦斯压力P=0.55MPa，煤层瓦斯含量X=6.35m3/t，预抽后测定和计算得到的煤层残余瓦斯压力P=0.34MPa，煤层残余瓦斯含量X=4.44m3/t，分别下降了38%和30%。

截止2013年6月回采结束，共抽放瓦斯25万 m3，DGC型瓦斯含量直接测定装置在防治瓦斯中的应用，尤其对瓦斯含量分布变化较大的煤层，针对性的解决了未开采区域瓦斯含量及压力原始数据不明确的状况，对过去完全依靠邻近工作面瓦斯涌出来判断煤层瓦斯赋存，到目前可直接测定，尤其针对九采区2#煤层赋存变化大的特点，是一个跨越进步。在1927钻孔设计、瓦斯治理中可根据测定结果有重点有针对性的制定瓦斯防治措施，大大消除了瓦斯涌出较大区域的瓦斯威胁，提高了九采区2#煤防治瓦斯安全系数，确保了九采区瓦斯安全。

[1]窦永山.煤矿瓦斯抽放规范[S].煤炭工业出版社，2007，4.

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