斯派尔煤矿110901工作面抽采达标评价研究

斯派尔煤矿110901工作面抽采达标评价研究

咸成海刘涛

云南斯派尔矿业有限责任公司斯派尔煤矿云南曲靖655000

摘要：为扎实推进抽采达标瓦斯综合治理体系的建设，全面提升矿井瓦斯治理水平，有效防范和遏制瓦斯事故，确保瓦斯抽采到位，瓦斯抽采效果达标，简介了工作面瓦斯抽采钻孔布置及抽采方法、抽采现状，对抽采后效果进行测定，并严格按照《抽采达标暂行规定》进行评价研究，最终确定抽采后的工作面抽采效果达标。

关键词：110901工作面概况；瓦斯抽采状况；瓦斯抽采达标测定；瓦斯抽采效果达标

前言

为扎实推进“通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到位”瓦斯综合治理体系的建设，全面提升矿井瓦斯治理水平，有效防范和遏制瓦斯事故。为保证110901综采工作面安全生产，科学有效治理矿井瓦斯，根据《煤矿安全规程》、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471-2008）、《煤矿瓦斯抽采规范》（AQ1027－2006）、《煤矿瓦斯抽采基本指标》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《抽采达标暂行规定》，斯派尔煤矿抽采达标竣工验收资料和瓦斯抽采工程专职人员测定资料，对该工作面进行抽采达标评价研究。

1110901综采工作面概况

1.1工作面开采范围及开采技术条件

110901工作面为C9煤层第一采区第一个工作面，该工作面煤层平均厚度2.3m，煤层倾角7°左右，工作面走向长度730m，倾向长度150m，回采率为97%，全部陷落法管理顶板，可采储量33万吨。

1.2工作面巷道布置方式

采用走向长壁布置，工作面采用“一进一回”的“U”型通风方式，即110901轨运巷（进风），110901回风巷（回风）。轨运巷、回风巷，切眼均沿煤层顶板掘进，工作面采用MG250/600-AWD型双滚筒采煤机割煤、SGZ764/400型刮板运输机和三台800mm皮带运输机运煤，回风巷布置在+1660m水平，直接与总回相连，并通过切眼与轨运巷相接，形成回采工作面完善的运输、通风、排水、供电及井下消防洒水系统。

1.3110901工作面回采工艺

工作面平均煤厚2.3m，走向730m，倾向150m，采用走向长壁后退式综采一次性采全高垮落顶板采煤方法，循环进度0.6m，采煤高度2m，回采率为97%。

1.4110901工作面瓦斯涌出情况

根据测定该工作面相对瓦斯涌出量为2.84m3/t，绝对瓦斯涌出量为2.58m3/min。

2110901工作面采取的瓦斯防治措施

2.1工作面抽采钻孔施工情况

工作面采用ZY-750D型液压钻机配套φ42mm钻杆，套φ75mm的钻头施工钻孔，在110901工作面在两顺槽内靠近工作面一侧施工钻场、钻孔，对本煤层（邻近层）瓦斯实施预抽放。其钻孔布置方式为：一是采用顺层钻孔抽放，二是采用穿层钻孔抽放。

2.1.1钻场位置

分别在110901轨运巷、110901回风巷分别布置了12个、15个、钻场。钻场设置在巷道的工作面一侧。

2.1.2钻场规格、要求

根据110901工作面两顺槽地质资料及煤层厚度情况，结合现场的实际情况和钻机的安装、操作要求，及施工过程的安全措施规定钻场具体规格如下：

钻场为梯形硐室，门口宽度为3.6m，内里宽度为2.6m，深度（以巷帮为基线到内里）为2.5m，高度（不得低于2.2m）沿煤层顶底板。

2.1.3钻孔的布置

2.1.3.1布孔依据

110901工作面距C8煤层的层间距平均为18.08m，距下部煤层C15煤层层间距平均为47.32m。根据ZDY-750、2400型钻机的参数要求及现场钻场规格，钻场内不再施工上向孔，只施工本煤层及下邻近层钻孔，故俯角孔角度初步定为-30°，参考《防治煤与瓦斯突出规定》“第五十条预抽煤层瓦斯钻孔应在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔封孔段长度不得小于8m。

2.1.3.2钻孔布置

每个钻场布置11个钻孔（其中本煤层7个层扇形布置，下临近煤层4个）。钻孔的角度：俯角孔角度不小于-30°；本煤层钻孔顺本煤层角度施工。钻孔孔径为75mm。同时，各钻场根据现场的实际，及煤层度数具体布置，要求一钻场一设计一措施。

110901工作面轨运巷、回风巷边掘边抽过程中共布置抽放钻场27个，钻孔297个，总进尺17820m，

2.1.4封孔材料选用玛丽散，封孔长度煤巷8m，岩巷5m。

2.2钻场钻孔抽采情况

自2014年1月开始在110901回风巷、110901轨道巷打钻抽放，至2017年2月抽放时间为37个月，工作面抽放钻孔孔口负压为16Kpa，钻场钻孔参数每7天测试一次，每天抽放约875m3。

抽采钻孔有效控制范围界定为110901区段抽采在110901轨运巷、回风巷进行打孔抽放，完全控制了整个块段。

3抽采瓦斯效果评判指标测定

按《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》（GB/T23250），现场测定煤层残余瓦斯含量，现场测定测点布置为沿工作面推进方向在两顺槽（机运巷、回风巷）每隔50m布置2个测点，顺层钻孔，钻孔孔径75mm，回风巷侧本煤层下行孔深为80m，轨运巷侧本煤层上行孔深为70m。

3.3采煤工作面抽采率计算

ηm=Qmc/（Qmc+Qmf）

式中：ηm—工作面瓦斯抽采率，%

Qmc—回采期间当月工作面月平均瓦斯抽采量。其测定和计算方法为：在工作面范围内包括地面钻井、井下抽采（含移动抽采）各瓦斯抽采干管上安装瓦斯抽采检测、监测装置，每周至少测定1次，按月取各测定值的平均值之和为当月工作面平均瓦斯抽采量（标准状态下纯瓦斯量）；

Qmf─当月工作面风排瓦斯量。其测定和计算方法为：工作面所有回风流排出瓦斯量减去所有进风流带入的瓦斯量，按天取平均值为当天回采工作面风排瓦斯量（标准状态下纯瓦斯量），取一月中最大一天的风排瓦斯量为当月回采工作面风排瓦斯量（标准状态下纯瓦斯量）。

经测算Qmc=1.49m3/min，Qmf=1.03m3/min，所以可计算出工作面抽采率

ηm=59%。

3.4矿井瓦斯抽采率计算

k=QKC/（QKC+QKF）

式中：k─矿井瓦斯抽采率，%；

QKC─当月矿井瓦斯抽采量。其测定、计算方法为：在井田范围内地面钻井抽采、井下抽采（含移动抽采）各瓦斯抽采站的抽采主管上安装瓦斯抽采检测、监测装置，每天测定不少于12次，按月取各测定值的平均值之和为当月矿井平均瓦斯抽采量（标准状态力下纯瓦斯量）；

4结论

通过测定计算结果为，=28%，抽采差异系数小于30%；抽采瓦斯后煤层的残余瓦斯含量WCY=6.404m3/t；煤的可解吸瓦斯量Wj=5.3797m3/t；工作面抽采率ηm=59%；矿井的抽采率k=51%；110901采煤工作面实测风速2.7m/s，回风流中瓦斯浓度小于0.4%，符合采掘工作面同时满足风速不超过4m/s、回风流中瓦斯浓度低于1%。

结论为可解吸瓦斯量、回采工作面抽采率等都满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求，即评价该110901综采工作面瓦斯预抽效果达标。

参考文献：

[1]闫学太.近距离下保护层工作面穿层钻孔抽采效果分析[J].中国煤炭，2018，44（06）：114-117.