三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究

李红伟 朱连芳

摘 要：平煤股份一矿是一现代化矿井，是集团公司的主力矿井之一，主要开采丁组、戊组煤层。随着矿井开采深度的逐步延伸，煤层瓦斯含量、瓦斯压力逐步加大。三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究与应用，主要结合现有丁二东西翼丁5、丁6原始瓦斯压力、瓦斯含量分布，煤层的掘进及回采瓦斯涌出情况、区域划分指标、区域验证指标等参数的研究，最终找到三水平丁二丁组煤层的瓦斯条带分布规律。根据瓦斯条带分布规律情况制定相应的应对措施，从而起到治理瓦斯的作用，最终达到安全高效开采丁组煤层的效果。

关键词：瓦斯条带分布；瓦斯防治；应对措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.069

1 一矿三水平丁二采区概况

三水平丁二采区以皮带上下山、轨道上下山为界划分为东、西两翼，其中西翼煤层标高从-420m到-800m，东翼煤层标高从-510m到-800m，西翼向西直到一、六矿井田边界，东翼向东走向长度约为2500m。首先开采西翼上山部分，单面生产，生产能力设计为100万t/a。煤炭工业储量1268万t，可采储量845.5万t，采区服务年限为13年。

2 三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究

2.1 三水平丁二采区丁5、丁6煤层瓦斯涌出量、区域验证统计分析

根据丁5、丁6煤层涌出量及区域验证参数统计，丁二皮带以西0-800m绝对瓦斯涌出量在0.4-0.9 m?/min，突出危险性预测指标q值最大值0.9-1.8L/min，钻屑量3.1-4.0Kg/m， 800m-1200m绝对瓦斯涌出量在1.2-3.6 m?/min，突出危险性预测指标q值最大值达到14.3L/min，钻屑量最大达到8.7Kg/m， 1200m以里绝对瓦斯涌出量在0.5-0.9 m?/min，突出危险性预测指标q值在0.8-2.1L/min，钻屑量最大3.9Kg，并且800m-1200m瓦斯涌出量均有不同程度的偏大，发现q值、S值超限次数在800m-1200m之间，丁二轨道以东0-400m绝对瓦斯涌出量在1.5-2.1m?/min，突出危险性预测指标q值最大值3.3-3.6L/min L/min，钻屑量3.1-3.5Kg/m， 400m-900m绝对瓦斯涌出量在1.9-2.7m?/min，突出危险性预测指标q值最大值达到11.3L/min，钻屑量最大达到6.8Kg/m， 900-2000m以里绝对瓦斯涌出量在0.5-1.6 m?/min，突出危险性预测指标q值在1.2-4.8L/min，钻屑量最大4.5Kg，并且400-900m掘进期间瓦斯涌出量均有不同程度的偏大，发现q值超限次数在400-900m之间，突出危险性增大。并且发现，预测指标频繁超限的区段，突出危险性显著增强，因此根据统计分析可以得出，三水平丁二皮带以西800m-1200m为丁5瓦斯条带分布异常区域，三水平丁二轨道以东400-900m为丁6煤层瓦斯条带分布异常区域。

3 丁二采区丁组煤层东翼瓦斯条带分布规律异常区瓦斯治理技术方案的实施与效果分析

3.1 丁二采区丁组煤层东翼瓦斯条带分布规律异常区瓦斯综合治理技术及效果分析

三水平丁二采区东翼丁6-32030采面瓦斯条带分布异常区结合该采面的煤层赋存及瓦斯地质情况，主要采取加密顺层钻孔预抽煤层瓦斯、采空区瓦斯抽放、沿空留巷Y型通风等瓦斯治理技术。通过综合性瓦斯治理技术的实施，煤层瓦斯压力、瓦斯含量得到一定程度的释放，瓦斯含量由2.38～5.8m?/t下降到1.0～3.8m?/t；煤层瓦斯压力由0～0.54MPa下降到0～0.2Mpa；瓦斯涌出初速度q值由12.6L/ min下降到2.8L/ min，钻屑量S值由4.2～5.5kg/m下降到1.6～3.1kg/m；绝对瓦斯涌出量由12.5m?/min下降到8.7m?/min。在采面过断层不利的条件下单月最高出煤13.3万吨，为我矿煤与瓦斯突出危险工作面过瓦斯条带分布异常區实现安全高效开采关键技术提供了科学依据，对我矿突出危险工作面过瓦斯条带分布异常区并实现安全高效开采具有重要意义。

4 丁二采区丁组煤层西翼瓦斯条带分布规律异常区瓦斯治理技术方案的实施与效果分析

4.1 丁二采区丁组煤层西翼瓦斯条带分布规律异常区瓦斯综合治理技术及效果分析

根据丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究结果，三水平丁二西翼800m-1200m为瓦斯条带分布异常区，因此采用在异常区施工预抽巷、上隅角插管抽放等瓦斯综合治理技术。采面瓦斯治理后绝对瓦斯涌出量为7.2～9.98m?/min，连续5个月产量都在10万吨以上，实现月最高生产15万吨煤，自生产以来杜绝了风巷回风流瓦斯浓度0.7%以上高值事故，能够确保采面高效开采瓦斯异常区域防止瓦斯高值甚至超限事故的发生。

5 结论与创新点

5.1 主要结论

三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究与应用，最终找到三水平丁二采区西翼丁二皮带以西800m-1200m，东翼丁二轨道以东400-900m为瓦斯条带分布异常区。根据瓦斯条带分布规律制定三水平丁二采区丁组煤层具有针对性区域瓦斯治理综合防治技术，并实现了过瓦斯异常区域安全生产。本项目的研究与应用，为三水平丁二采区瓦斯条带分布异常区瓦斯治理提供科学依据，指导了三水平丁二采区丁组煤层安全部署，避免矿井盲目安全投入，提高三水平丁二采区丁组煤层瓦斯综合防治能力，最终达到安全高效开采的效果。

5.2 创新点

本项目通过三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究与应用的实施，三水平丁二采区东西翼回采工作面均实现了过瓦斯异常条带分布规律异常区时的创水平高产，而且上隅角及回风流瓦斯得到有效控制，确保了瓦斯条带分布规律异常区内安全高效生产。有效指导三水平丁二采区丁组煤层采掘过程中采取有针对性瓦斯防治技术。指导矿井采掘接替安全部署，避免矿井盲目安全投入，提高矿井瓦斯综合防治能力，具有很大的推广应用价值。该项目的研究，为公司突出危险工作面过瓦斯条带分布规律异常区安全高效开采开辟了新局面及新思路。

作者简介：李红伟（1972-），男，河南虞城人，本科，工程师，研究方向：瓦斯管理。