丁5—6—21110采面瓦斯钻孔布置与应用

张瑞超 王凯

摘要：基于丁5-6-21110工作面工程概况分析，研究其瓦斯含量，继而探讨工作面里段、中段和外段的钻孔设计，介绍中间巷变坡全岩段和中间巷联络巷区域防突措施，通过设计和研究提高工作面瓦斯钻孔质量，确保安全作业。

关键词：高瓦斯 区域治理 钻孔 防治措施 区域验证

1 工程概况

丁5-6-21110工作面位于六矿丁一采区（二水平）下部，以深是丁5-6-21130采空区，以浅是丁5-6-21090采空区，东部是四六矿边界，西部丁一下山保护煤柱。工作面走向长1628m，南北倾斜宽度210m，可采储量156万吨。外段500m分层开采，回采丁5煤层，平均厚度1.94m；里段丁5、丁6煤层合层，平均煤厚3.7m，地面标高210～310m，工作面标高-577～-512m，埋深782～877m。工作面设置三条巷道，机巷、风巷、中间巷里段、外段。其中中间巷外段700m与风巷中对中60m布置在丁5煤层，里段由里切眼向外600m开口，向上与机巷中对中60m布置在丁5-6煤层合层区域，中段与风巷中对中100m做底板抽采巷布置在丁6煤层底板9m位置，低抽巷设计380m。该工作面预计2014年2月份开始回采。

工作面为缓倾斜单斜构造，煤层倾角6～10°，一般8°左右，根据丁5-6-21110机、风巷、中间巷掘进期间揭露情况分析，工作面共揭露断层12条，落差大于1.0m的断层5条。落差从外到里为H=1.2m，H=1.5m，H=1.6～11m，H=2.7m，H=7m，其中H=1.6～11m，H=2.7m对回采工作有一定影响。

煤层顶板伪顶为黑色泥岩，厚度0～0.5m，平均0.25m。直接顶为灰色砂质泥岩和深灰色泥岩互层，厚度5.0～10.0m，平均7.5m，老顶为浅灰色中粒砂岩或细砂岩，厚度2.0～5.15m，平均3.8m，直接底为深灰色泥岩和浅灰色砂质泥岩互层，厚度2.0～12.0m，平均7.0m，老底为细粒砂岩，厚度2.0～6.0m，平均4.0m。

2 瓦斯含量分析

丁5-6-21110工作面以深的丁5-6-21130工作面里段瓦斯压力0.8MPa，瓦斯含量4.63m3/t；丁5-6-21110工作面里段实测瓦斯含量为：2.75-3.15m3/t，综合以上瓦斯参数，该工作面瓦斯压力0.8MPa，瓦斯含量4.63m3/t。丁5-6-21110机巷掘进期间最大绝对瓦斯涌出量为2.6m3/min，风巷掘进期间最大绝对瓦斯涌出量为1.57m3/min，切眼掘进期间最大绝对瓦斯涌出量为2.43m3/min。根据矿井突出危险性区划结果：丁组煤层-470m以下为突出危险区，所以该工作面按突出危险管理。

3 预抽回采区域煤层瓦斯钻孔设计

3.1 工作面里段区域钻孔布置方式

从丁5-6-21110工作面切眼向外600m范围内，在机、风巷、中间巷里段布置本煤层钻孔：风巷里段下帮布置下行钻孔，钻孔垂直煤壁，倾角与巷道顶板倾角一致，孔深不低于75m；控制到中间巷以下15m范围；中间巷里段上帮布置上行钻孔，钻孔垂直煤壁，倾角与巷道顶板倾角一致，孔深不低于85m；机巷上帮布置上行钻孔，钻孔垂直煤壁，倾角与巷道顶板倾角一致，孔深不低于85m，中间巷与风巷钻孔交叉不小于10m。并确保里、中、外区域不留空白带。

在采面扩切眼前，在工作面切眼沿推进方向（风巷向下20m，机巷向上20m）布置孔深不少于60m的区域预抽钻孔，孔间距3m。

3.2 工作面中段钻孔布置方式

在丁5-6-21110工作面中间巷中段700-1080m布置一条走向长为380m的低抽巷，与风巷中对中100m，方位与丁5-6-21110机、风巷方位一致，在低抽巷向机、风巷方向施工孔深12-42m的穿层预抽钻孔，平均孔深22m，每5m一组，每组11个孔，孔径94mm。控制范围与机、风巷钻孔交叉不小于10m，且均匀布置于机、风巷区域钻孔控制空白带。穿层预抽钻孔布置及相关参数参见图1、表1：

图1 丁5-6-21110工作面中段区域穿层预抽钻孔布置平面图

表1 穿层预抽钻孔布置参数表

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3.3 工作面外段区域钻孔布置方式

从丁5-6-21110工作面机、风巷、中间巷停采线外20m向里700m范围内，布置本煤層钻孔：风巷下帮布置下行钻孔，钻孔垂直煤壁，倾角与巷道顶板倾角一致，孔深不低于75m；控制到中间巷以下不少于15m范围；中间巷下帮布置下行钻孔，钻孔垂直煤壁，倾角与巷道顶板倾角一致，孔深不低于75m；机巷上帮布置上行钻孔，钻孔垂直煤壁，倾角与巷道顶板倾角一致，孔深不低于85m，中间巷与机巷钻孔交叉不小于10m。

3.4 中间巷变坡全岩段区域防突措施

丁5-6-21110工作面中间巷变坡全岩段，每5m施工一组穿层钻孔（9个），且每组对应编码钻孔间距不大于5m，孔深以见丁5煤层顶板岩石0.5m为准，直径94mm，控制范围与机、风巷钻孔交叉不小于10m，且均匀布置于机、风巷区域钻孔控制空白带，并进行封孔抽采。每组钻孔角度根据岩柱厚度随时调整。（钻孔布置如图2，参数见表2）

图 2 变坡段穿层钻孔布置示意图

3.5 中间巷联络巷区域防突措施

丁5-6-21110工作面中间巷与低抽巷联络巷长度为40m，该区域设计2排共22个穿层钻孔，钻孔直径94mm，孔深以见丁5煤层顶板岩石0.5m为准，控制范围与机、风巷钻孔交叉不小于10m，且均匀布置于联络巷上部机、风巷区域钻孔控制空白带，并进行封孔、联网抽采。

4 结论

通过对抽采范围钻孔布置均匀程度、实测残余瓦斯含量、可解析瓦斯含量、工作面预抽率、吨煤钻孔量以及工作面风速和回风流瓦斯浓度的考察，各项指标均符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求，判定丁5-6-21110回采工作面从切眼向外600m范围内瓦斯抽采达标。

参考文献：

[1]AQ 1026-2006.煤矿瓦斯抽采基本指标[S].2006.

[2]李海涛.采空区瓦斯抽放参数的优化[D].辽宁工程技术大学， 2005.

[3]蔡勇.高瓦斯回采工作面瓦斯治理实践[J].煤炭技术，2009（04）.