李小偉
(冀中能源峰峰集團(tuán)辛安礦,河北邯鄲056200)
冀中能源峰峰集團(tuán)辛安礦位于邯鄲市西南50km,峰峰礦區(qū)南端,于1970年4月10日在黃沙井田破土動(dòng)工,1971年10月1日投產(chǎn),年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力30萬噸,1976年達(dá)到設(shè)計(jì)能力。經(jīng)過一系列的礦井改擴(kuò)建,逐步加大科技投入,提高礦井機(jī)械化水平,礦井產(chǎn)量逐年上升,2009年礦井核定生產(chǎn)能力達(dá)到120萬噸,邁入國(guó)有大型礦井行列。辛安礦2145上塊外段工作面位于辛安礦-500水平南翼的214采區(qū),該工作面在回采期間采取了運(yùn)料巷沿空留巷的方法保留工作面運(yùn)料巷,致使工作面無法按照以往我們常用的在運(yùn)料巷做高頂鉆場(chǎng)進(jìn)行瓦斯抽采的工作面瓦斯治理方法,為此我們對(duì)工作面瓦斯治理方法進(jìn)行了改進(jìn),采取在工作面聯(lián)絡(luò)巷和溜子道每隔10米在煤層中部向工作面布置本煤層鉆孔,經(jīng)煤體高壓注水預(yù)裂增加煤層裂隙后,進(jìn)行本煤層瓦斯抽采法。經(jīng)過對(duì)瓦斯抽采方法改進(jìn)創(chuàng)新與實(shí)踐后,辛安礦2145上塊工作面瓦斯得到很好的治理,杜絕了工作面瓦斯超限事故發(fā)生,保證了工作面安全生產(chǎn),對(duì)以后沿空留巷工作面的瓦斯治理提供了經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的目的。[1~3]
2145上塊工作面為于214采區(qū),工作面北至214運(yùn)煤上山保護(hù)煤柱,南至井田邊界煤柱,西以H=F37m斷層為界,東以H=7m斷層為界,地面標(biāo)高最大167m,最小134m。據(jù)相鄰214采區(qū)上山和相鄰2147工作面實(shí)際揭露煤層厚度資料,煤層厚度分別為3.7~4.5m,本工作面煤層厚度平均4.10m,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。煤層傾角最小16°,最大21°,平均18.5°。本工作面走向長(zhǎng)度平均為362m,傾斜長(zhǎng)度平均為69m。運(yùn)料巷、運(yùn)煤巷巷道規(guī)格凈寬4.0m,凈高3.0m,斜矩形斷面,凈斷面12m2,掘進(jìn)斷面13m2。兩巷均摸大煤底板掘進(jìn),由于煤層傾角較大,運(yùn)料巷掘進(jìn)時(shí),巷中摸底,運(yùn)煤巷掘進(jìn)時(shí)上幫摸底,兩巷均選用錨網(wǎng)索+梯子梁聯(lián)合支護(hù)。本工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式輕型綜采放頂煤工藝采煤方法,頂板管理為全部跨落法,工作面回采期間瓦斯涌出量達(dá)到9m3/min左右[4-6]。
2145上塊工作面回采期間我們采取的工作面運(yùn)料巷做高頂鉆場(chǎng)進(jìn)行邊采邊抽的瓦斯治理方法,在運(yùn)料巷每隔在工作面運(yùn)料巷每個(gè)50m做一個(gè)寬5m,深5m的高頂鉆場(chǎng),每個(gè)鉆場(chǎng)采用mk~5s鉆機(jī)施工10個(gè)鉆孔,每個(gè)鉆孔直徑94mm,鉆孔長(zhǎng)度100m,沿工作面走向,向采空區(qū)方向布置,鉆場(chǎng)布置在距工作面運(yùn)料巷10m,距大煤頂板3m位置,每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)鉆孔按終孔位置水平投影距運(yùn)料巷 1m、3m、5m、8m、10m、12m、15m、18m、20m的不同距離布置10個(gè)鉆孔,鉆孔分上、下兩排布置,第一排布置5個(gè),第二排布置5個(gè),上下兩排間距0.4m,間距0.4m,第一排鉆孔終孔距大煤頂板高度為10—12米,第二排鉆孔終孔距大煤頂板高度為15~16m,兩個(gè)鉆場(chǎng)之間相鄰的兩組鉆孔交叉30米布置(如圖1所示)。
在2145上塊工作面回采到外段工作面時(shí),為保證工作面運(yùn)料巷正常使用,工作面運(yùn)料巷采用了邊采邊留巷的方法保留運(yùn)料巷。這樣就造成了工作面運(yùn)料巷上方為采空區(qū),無再做高頂鉆場(chǎng)進(jìn)行瓦斯抽采,為解決工作面無法進(jìn)行高頂瓦斯抽采的問題,我們采取在工作面聯(lián)絡(luò)巷和溜子道每隔10米在煤層中部向工作面布置本煤層鉆孔,進(jìn)行本煤層瓦斯抽采,鉆孔采用mk~5s鉆機(jī)配備三棱鉆桿施工,每個(gè)鉆孔直徑94mm,聯(lián)絡(luò)巷鉆孔長(zhǎng)度100m,溜子道鉆孔長(zhǎng)度60m(如圖2所示)。
由于本煤層抽采是從煤體內(nèi)硬抽瓦斯,抽采效果不佳。為解決該問題,只有增加煤體裂隙就可以增加本煤層瓦斯抽采量。所以我們采用BZW31.5/25專用煤層注水泵配合FKSS-71/20型煤體注水封孔器封孔進(jìn)行高壓注水,注水壓力8MPa,進(jìn)行煤體預(yù)裂,增加煤體裂隙,從而提高工作面瓦斯抽采效果[7,8]。
圖1
圖2
通過上述方案實(shí)施后,經(jīng)測(cè)定2145上塊外段工作面配風(fēng)量900m3/min左右,工作面瓦斯?jié)舛仍?.2%左右,工作面回風(fēng)瓦斯?jié)舛仍?.37%左右,工作面瓦斯得到有效治理。同時(shí),該鉆孔還兼做煤體注水鉆孔使用,做到了一孔兩用。