浅谈安林煤矿瓦斯治理方法研究及应用

杨双生

摘要：本文针对河南安林煤业公司瓦斯提出治理的方法，对区域防突工作和局部综合防突提出了几种抽采瓦斯的方案，并结合矿井的实际情况进行了落实，使瓦斯防治工作得到了进步。

关键词： 瓦斯 治理防治抽采

1. 矿井概况

河南安林煤业为河南省地方国有煤矿，矿井采用斜井开拓二1煤层。现井下有一采区、三采区、六采区、八采區和八采区下部延伸段五个采区，采煤方法为走向长壁倾斜分层后退式采煤法，采煤工艺为打眼放炮落煤，全部采用陷落法管理顶板，中央并列式通风。开采范围内煤层主要为无烟煤，受岩浆岩侵入影响，在矿区北西部（六采区）发育天然焦或天然半焦，在矿区中东部（八采区）局部发育天然焦或天然半焦。煤层较稳定，厚0.95～12.03m、一般4～5m。结构较简单，北部六采区岩浆岩侵入煤层严重，致使煤层增厚或变薄或分叉。煤层走向为225°，倾向165°，倾角为5～25°，局部发育向斜、背斜构造。煤层直接顶板较为泥岩和砂质泥岩，老顶为中粒砂岩，伪顶为炭质泥岩；直接底板为砂质泥岩。

2. 矿井瓦斯情况

根据2010年矿井瓦斯进鉴定：瓦斯相对涌出量7.33m3/t，瓦斯绝对涌出量4.73m3/min，为煤与瓦斯突出矿井。2012年6月，河南理工大学对三采区（复采）做了突出危险性评价，所测坚固性系数f值最大为1.09，多数在0.5以上，瓦斯放散初速度一般都在20以上，最大为32.0，最小15.0，瓦斯含量在1.91-6.39m3/t之间，最大值为6.39m3/t。依据实测三采区（复采）区域煤层瓦斯含量，间接测定三采区（复采）瓦斯压力（绝对瓦斯压力）在0.12-0.51MPa之间，相对瓦斯压力最大值为0.41MPa，2012年4月，河南理工大学对六、八采区做了突出危险性区域预测研究，六采区所测坚固性系数f值在0.59-0.79之间，八采区所测坚固性系数f值在0.63-1.20之间，六采区所测瓦斯放散初速度ΔP在2.0-5.0之间，八采区所测瓦斯放散初速度ΔP在1.0-7.0之间，六采区二1煤层瓦斯含量在3.35-4.22m3/t之间，最大值为4.22m3/t，八采区二1煤层瓦斯含量在3.43-6.39m3/t之间最大为6.39m3/t。依据实测六、八采区煤层瓦斯含量，间接测定六采区瓦斯压力（绝对瓦斯压力）在0.20-0.33MPa之间，相对瓦斯压力最大值为0.23MPa，八采区间接计算瓦斯压力（绝对瓦斯压力）在0.36-0.53MPa之间，相对瓦斯压力最大值为0.43MPa。

3. 瓦斯防治技术方案

根据矿井《六、八采区区域危险性预测研究报告》、《三采区（复采）区域危险性预测研究报告》，矿井现开采的三个采区均为无突出危险区。下一步区域防突工作重点主要在八采区下部延伸段、一采区。根据八采区下部延伸段、一采区瓦斯地质条件，采面及其他煤巷掘进工作面执行区域防突措施主要采取顺层、穿层预抽煤层瓦斯。在回采工作面顺槽实施顺层钻孔预抽，在顺槽沿煤层倾斜方向每隔2.5m布置一个顺层抽放钻孔，钻孔深度70-90m。采煤工作面在倾斜方向的预抽控制范围为倾斜向上70-90m，走向方向预抽控制范围为全采面预抽，预抽时间为6个月，超前保护距为采煤工作面前方20m以上 先抽后掘。掘进工作面预抽煤层瓦斯超前距为20m，顺层预抽设计要求：抽放孔控制范围为：巷道前方不小于60m、两帮不小于15m，钻孔呈扇形均匀布置，其孔径75～100㎜，钻孔施工结束后及时封孔接抽，封孔深度不低于8m，单孔抽放负压不小于13KPa。

局部综合防突措施是在采掘工作面实施区域防突措施后，经区域验证局部地方仍有突出危险时所采取的防突措施，按照《防治煤与瓦斯突出规定》，局部综合防突措施包括工作面突出危险性预测、工作面防突措施、工作面措施效果检验、安全防护措施。根据《防治煤与瓦斯突出规定》，采煤工作面可采用的工作面防突措施有超前排放钻孔、预抽瓦斯、注水湿润煤体等防突措施。采煤工作面主要采用的工作面防突措施为超前排放钻孔的防突措施。预测钻孔大范围超标采取超前排放钻孔防突措施的方法，采煤工作面在回采前，经工作面突出危险性预测为有突出危险时，且为大范围超标，则用防突钻机从采面施工大直径（75mm）的钻孔进行排放，钻孔沿煤层倾斜设计两排孔，呈三花眼方式布置，排间距0.5m，孔间距1.5m，孔深设计8m，排放半径取0.75m，钻孔施工从风巷以下10m至机巷往上10m段均匀布置，如钻孔内瓦斯涌出大，则进行连接抽放。在预测或检验时，其中任何一项指标单孔超标，则在超标钻孔的附近实施超前排放钻孔的防突措施，其控制范围要求控制超标钻孔上8m、下5m（沿层面距离）范围，孔深20m，孔间距1.0m，孔径为89mm，排放半径取0.75m，钻孔开孔在煤层中间。在煤巷掘进过程中，如果经区域验证或工作面突出危险性预测各项指标超标，则采取施工超前排放钻孔的工作面防突措施，排放孔设计孔深8m，孔径为75mm，排放半径取0.75m，终孔间距1.5m，控制巷道两帮8m范围。

4.瓦斯治理方案的落实及效果

矿井成立瓦斯治理组织领导机构和工作机构，并抓好责任落实，构建完善的瓦斯治理机构和责任体系。建立专门的防突机构，配备满足需要的防突技术人员和瓦斯抽采队伍，开展防突技术研究，制定矿井的防突措施。建立“一通三防”瓦斯治理责任体系。矿长是瓦斯治理的第一责任人，总工程师对瓦斯治理负技术责任，负责组织制定治理方案和安全技术措施，负责资金的安排使用，安全矿长对瓦斯治理工作负监督检查责任，其他副矿长负责分管领域内瓦斯治理方案、措施的落实。建立完善瓦斯治理的抽放工程、工作奖励激励机制，抽放考核奖励制度，瓦斯治理目标考核奖罚制度，矿井、采掘工作面抽采效果评价制度等，构建瓦斯治理的奖励激励机制体系，通过层层的落实和治理对矿井的瓦斯起到一定的制约作用，2012年瓦斯抽采量达到20万立方，瓦斯抽采钻孔8000米。控制了瓦斯超限事故的发生。通过落实“四位一体”局部防突技术及相应措施实施以来，突出危险性预测较为精确，工作面防突效果明显，通过实施超前排放消突钻孔及瓦斯抽采钻孔，未发生过煤与瓦斯突出现象，掘进过程中回风流瓦斯体积分数由0.70%下降到0.2%以下突出危险性彻底被消除，为井下掘进工作提供了安全保证。