松河礦井軌道石門巖石裂隙瓦斯治理淺析

摘 要：本文針對松河礦井掘進時的石門揭煤工作面，礦井瓦斯含量高，多儲存于巖石裂隙中，造成防治工作不易做到位，對瓦斯治理工作提出更高的要求的現(xiàn)狀，詳細(xì)的闡述本礦井高效抽放巖層裂隙中瓦斯，并成功揭開110軌道石門18#、17#的積累經(jīng)驗，將適合此類礦井的瓦斯治理方法得以更廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：石門；裂隙；瓦斯治理；煤層預(yù)抽

1、礦井概況

松河礦井位于貴州省六盤水市盤縣北部的土城向斜北翼中段，分屬松河鄉(xiāng)、淤泥鄉(xiāng)管轄。設(shè)計生產(chǎn)能力240萬t/a，礦井服務(wù)年限60a。目前礦井已正常生產(chǎn)，一采區(qū)110軌道石門于2007年10月揭18#、17#煤層（現(xiàn)場探測知道18#煤與17#煤層間距僅為150mm，故揭煤為兩煤層同時揭開）。鑒于此，松河礦井對1580軌道石門的揭煤工程前巖石裂隙處瓦斯進行治理分析。

110軌道石門工作面位于松河公司一采區(qū)西翼，工作面標(biāo)高+1580m，距地表垂深113m，頂板：偽頂為黑色頁巖0.5m，直接頂為粉沙巖夾菱鐵質(zhì)條帶3.5m，老頂為細(xì)沙巖大于20m，底板中偽底為泥巖0.5m，直接底為粉沙巖夾菱鐵質(zhì)條帶。該條石門所穿煤層共計46層，在石門掘進過程中，地質(zhì)條件復(fù)雜，巖石裂隙較多，且比較發(fā)育，裂隙水較大，瓦斯涌出量也大，達4～5m3/min。如何有效地治理石門掘進過程中的瓦斯涌出，成為該區(qū)段石門是否能得予安全順利掘進的首要問題。

2、110軌道石門巖石裂隙瓦斯綜合治理方案及實踐

2.1 瓦斯治理方案

110軌道石門瓦斯賦存特點是：部分儲存于巖石裂隙之中，受控于多裂隙系統(tǒng)，具有低滲透率、低含氣飽和度、低孔隙度、低流量、滲出時間長等特征。在巷道掘進過程中，巖層內(nèi)瓦斯通過裂隙泄入巷道，給安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。針對此種賦存特點，特制定相關(guān)鉆孔抽放巷道裂隙中的瓦斯方案，具體措施如下：

（1） 從工作面前方按突出煤層抽放鉆孔進行設(shè)計，預(yù)抽工作面前方及控制巷道輪廓線8m范圍內(nèi)的裂隙瓦斯，待工作面抽放鉆孔瓦斯降到10%以下，再往前掘進（鉆孔布置見附圖1）。

（2） 在工作面輪廓線外布置鉆孔進行抽放（抽放鉆孔控制巷道輪廓線外8m范圍），工作面正中布置一個鉆孔作為驗證孔（鉆孔布置見圖2），從而對工作面進行抽放。通過對工作面前方輪廓線外8m范圍內(nèi)裂隙進行抽放，通過中間驗證孔及周邊鉆孔的抽放，判斷巖石裂隙的發(fā)育情況。

（3） 高負(fù)壓瓦斯抽放

建立一套獨立的臨時抽放系統(tǒng)，在地面安設(shè)一臺移動抽放泵；型號：BWY-30，電機功率：55KW，流量：30m3/min，配合一趟8寸抽放管，直接安設(shè)到工作面，作為110軌道石門的高負(fù)壓抽放系統(tǒng)。

2.2 瓦斯綜合治理實踐

通過（1）、（2）兩個瓦斯治理設(shè)計方案的對比，結(jié)合后方裂隙瓦斯的抽放情況（后方裂隙瓦斯在抽放過程中瓦斯?jié)舛纫恢睕]有下降的趨勢）。若采用（1）方案，要等裂隙瓦斯抽放濃度降到10﹪以下再往前掘進，至少需要一年時間，故選擇第二種方案。

根據(jù)煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)（AQ 1026-2006）對石門工作面進行穿層鉆孔設(shè)計布置，控制巷道周邊輪廓線外8m范圍（底板或下幫5m）（鉆孔布置見圖2）。在巷道輪廓線外施工11個60m深的抽放鉆孔。均封孔進行抽放，封孔深度為8m，封孔材料為馬麗散。

3、110軌道石門瓦斯綜合治理的效果

110軌道石門工作面往頂部和兩幫均擴大0.8m寬，作為輪廓線鉆孔布置的鉆場，在鉆場內(nèi)共計施工11個鉆孔，共計：660m。從2007年11月8日開始預(yù)抽，預(yù)抽后進行兩天的考查，單孔瓦斯抽放濃度最大為：80﹪，最小為20﹪，地面主管瓦斯抽放濃度一直在30%～40%，抽放純量為9.22萬m3，通過兩天考查，發(fā)現(xiàn)工作面前方裂隙在鉆孔控制的范圍內(nèi)是串通的，中間鉆孔也和周邊鉆孔是串通的；同時考查工作面及回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛?，在未進行抽放前，工作面瓦斯?jié)舛龋?.6%，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.9%；抽放后，工作面瓦斯?jié)舛龋?.05%，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.2%；通過考查后分析，工作面前方往前掘進是安全的，但必須在確保抽放泵抽起的前提下才能掘進，在這期間通風(fēng)部三個點班派人現(xiàn)場值班，由于采取了瓦斯綜合治理措施，有效地解決了該工作面前方裂隙瓦斯涌出的問題。從而保證了該石門工作面得予安全順利地掘進。

4、結(jié)論

采用在石門工作面輪廓線外做鉆場，在鉆場內(nèi)打鉆孔抽放工作面前方輪廓線外8m范圍內(nèi)的裂隙瓦斯，確保石門工作面安全掘進，在松河礦井110軌道石門工作面瓦斯治理上效果明顯，它解決了石門工作面前方裂隙高瓦斯涌出的問題，是本礦處理石門工作面巖石裂隙高瓦斯涌出的行之有效的方法之一。

在鉆孔瓦斯抽放過程中也存在一些問題，歸納如下：

① 移動抽放泵安設(shè)在地面，抽放管路較長，抽放阻力較大。

② 裂隙水較大，給抽放帶來一定難度。

③ 管徑小，抽放負(fù)壓大，主管路易積水，放水困難。

④ 放水效果不好，影響抽放負(fù)壓，會造成工作面瓦斯不穩(wěn)定。

由以上幾點問題得出一些體會：

① 抽放鉆孔嚴(yán)格按設(shè)計施工到位，瓦斯抽放效果較好，能有效抽放瓦斯。

② 封孔質(zhì)量的好壞，對抽放瓦斯效果影響較大。

③ 放水器放水效果的好壞，直接影響到裂隙瓦斯的抽放效果。

④ 工作面與裂隙的貫通，也會直接影響到裂隙瓦斯的抽放效果。

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[4] 于不凡，王佑安.煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用技術(shù)手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2002

作者簡介：

沈小波（1983年11月生 ）：男，籍貫：四川自貢，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，從事煤礦“一通三防”、技術(shù)管理工作