關(guān)于高位鉆孔防止采面隅角瓦斯超限的分析

摘要：煤礦采煤工作面在回采時(shí)，回風(fēng)風(fēng)流上隅角瓦斯容易集聚，處理不及時(shí)易于發(fā)生煤礦井下瓦斯事故?；诖耍疚囊悦旱V回采工作面上隅瓦斯來(lái)源進(jìn)行深入分析，針對(duì)性提出回采工作面上隅角瓦斯超限的治理方法，從而保障煤礦安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：采煤工作面;上隅角;高位鉆孔;瓦斯集聚

一、礦井及隅角瓦斯超限工作面概況：

燈盞坪煤礦是經(jīng)四川省煤炭設(shè)計(jì)研究院的設(shè)計(jì)，技改擴(kuò)能從9萬(wàn)升為21萬(wàn)噸，2008年建成，服務(wù)年限24.9年的生產(chǎn)礦井。礦井為高瓦斯礦井，設(shè)計(jì)2個(gè)水平6個(gè)采區(qū)。批準(zhǔn)開(kāi)煤層六個(gè)層，現(xiàn)三個(gè)層煤聯(lián)合布置開(kāi)采。礦井的第三采區(qū)位于井田最大F5斷層線下盤(pán)，該采區(qū)92035采面小構(gòu)造眾多、煤層產(chǎn)狀變化大，頂?shù)装迤扑?。炮采工藝落煤，在回采過(guò)程中上隅角經(jīng)常出現(xiàn)瓦斯異?；虺薜痊F(xiàn)象，回采時(shí)工作面最大配風(fēng)量385m3/min。

燈盞坪三采區(qū)92035采面采取邊采邊布孔模式治理回風(fēng)巷隅角瓦斯。其鉆場(chǎng)間距25m，鉆場(chǎng)鉆孔數(shù)3個(gè)。高位鉆孔與采空埋管采取同一支管提供負(fù)壓進(jìn)行抽放，前端接采空埋管，后端接高位鉆孔。高位鉆孔負(fù)壓不低于5KPa抽取鄰近層瓦斯，采空埋管負(fù)壓不低于2KPa抽取采空區(qū)及裂隙帶內(nèi)瓦斯。2019年6月92035采面隅角瓦斯超7次，因超限停產(chǎn)，當(dāng)月正常生產(chǎn)15天;2019年7月該采面上隅角瓦斯超5次，當(dāng)月正常生產(chǎn)16天。2019年7月底由礦長(zhǎng)主持的通風(fēng)例會(huì)，會(huì)議審議通過(guò)對(duì)92035高位鉆場(chǎng)、鉆孔加密，鉆場(chǎng)間距由原來(lái)25m調(diào)減為12m。鉆場(chǎng)鉆孔單數(shù)3個(gè)增加為5個(gè)。措施修訂落實(shí)后2019年8月92035上隅角瓦斯超限4次，當(dāng)月正常生產(chǎn)18天。在集思廣益、加大成本、多措并舉的情況下，仍收效甚微。2019年9月10日燈盞坪煤礦礦安委決定成立92035采面隅角瓦斯超限攻關(guān)小組。該小組主要任務(wù)就是要科學(xué)辦法徹底解決該工作面隅角瓦斯超限問(wèn)題。攻關(guān)小組組長(zhǎng)由通風(fēng)工程師鐘發(fā)彬同志擔(dān)任。

二、92035炮采工作面隅角瓦斯超原因的分析

1、從瓦斯地質(zhì)方面分析：剖析92035采面上下回風(fēng)巷已掘露的構(gòu)造及鄰近煤層特征，分析采面瓦斯地質(zhì)現(xiàn)狀，對(duì)應(yīng)比較已竣工高位鉆孔終孔圖，總結(jié)出92035采面回風(fēng)巷“邊采邊鉆邊抽”的治災(zāi)工藝不能在時(shí)、空上滿(mǎn)足該采面治災(zāi)深層原因。因地質(zhì)變化富集并滯留于構(gòu)造和斷層附鄰近的瓦斯，在抽采時(shí)存在大量的盲目性，隨著工作面的推近，受采動(dòng)、放炮的震動(dòng)，這些瓦斯富集區(qū)的游離瓦斯會(huì)大量的涌向回采工作面，導(dǎo)致回采工作面上隅角瓦斯涌出超出了風(fēng)排最大能力。

2、從高位鉆孔施工設(shè)計(jì)上分析：原高位鉆孔設(shè)計(jì)以采掘工程平面（圖例1：2000）為基圖，從初采開(kāi)切眼每25m設(shè)計(jì)一個(gè)鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)鉆孔與巷道交角分別為12°、15°、18°，鉆孔終孔高度統(tǒng)一設(shè)定為采高的15倍即12m。這種鉆孔設(shè)計(jì)未考慮到采面瓦斯地質(zhì)變化帶來(lái)的瓦斯分布的不均勻性，造成已施工的鉆孔與瓦斯分布未有效結(jié)合。造成高位終孔后盲區(qū)多。回采時(shí)盲區(qū)的富集瓦斯異常涌出造成隅角瓦斯超限。

3、從支管負(fù)壓調(diào)節(jié)上分析：原采面回風(fēng)巷鋪設(shè)一趟瓦斯抽放支管，對(duì)回風(fēng)尾巷采空區(qū)和頂板高位區(qū)同時(shí)提供負(fù)壓進(jìn)行抽放。為了抽取大流量的混合瓦斯，當(dāng)采空區(qū)埋管負(fù)壓調(diào)下降至1-2kpa時(shí)，但工作面后方高位鉆孔負(fù)壓僅為2-4kpa。如果想抽升高位鉆孔負(fù)壓到10kpa以上來(lái)預(yù)抽頂板富集瓦斯區(qū)，只有關(guān)小采空區(qū)埋管控制閘閥，關(guān)小后無(wú)法抽完采空大量涌出的低濃瓦斯。單趟支管治理回風(fēng)巷瓦斯，負(fù)壓的有限調(diào)控?zé)o法同時(shí)滿(mǎn)足兩塊區(qū)域治災(zāi)的需要。

4、從作業(yè)安排上分析：礦井一直采用邊回采、邊打孔、邊投抽管理模式來(lái)治理隅角瓦斯，這種作業(yè)組織安排，無(wú)法為采面瓦斯富集區(qū)提供充足預(yù)抽時(shí)間，特別是構(gòu)造帶富集瓦斯預(yù)瓦需要更長(zhǎng)的時(shí)間，反之，構(gòu)造帶預(yù)抽時(shí)間不充分，構(gòu)造帶可解析的瓦斯隨著放炮落煤，在短時(shí)間內(nèi)大量涌入工作面內(nèi)，最終導(dǎo)致風(fēng)流風(fēng)速較慢的上隅角瓦斯聚集超限。

三、92035煤采工作面解決隅角瓦斯超限方案

1、完善采面瓦斯地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，讓瓦斯地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)更具可靠性。根據(jù)進(jìn)風(fēng)回巷地質(zhì)構(gòu)造收集，盡可能推斷出采面構(gòu)造線的分布情況。找出92035采面瓦斯富集區(qū)及變化情況，為高位鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2、修訂高位鉆場(chǎng)鉆孔設(shè)計(jì)，讓每一個(gè)鉆孔更具有針對(duì)性。鉆場(chǎng)鉆孔設(shè)計(jì)，要一孔一地質(zhì)，一孔一設(shè)計(jì)，每一個(gè)鉆場(chǎng)單孔個(gè)數(shù)及終孔高度均以鉆場(chǎng)地質(zhì)資料來(lái)決定。

3、嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)鉆孔施工參數(shù)的質(zhì)量管理，引用鉆孔軌跡參數(shù)驗(yàn)證工藝采用新工藝驗(yàn)孔，減少人為參與。杜絕作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)打不符合設(shè)計(jì)的孔、打假孔、假驗(yàn)孔等作弊現(xiàn)象。采取新驗(yàn)孔工藝，也降低原驗(yàn)孔成本，提高了驗(yàn)孔效率。

4、嚴(yán)格高位鉆孔封孔質(zhì)量，杜絕合格鉆孔漏氣，引進(jìn)“兩封一注”新工藝封孔。新工藝封孔技術(shù)，有效解決了較平孔封孔難等問(wèn)題。

5、有效利用地面已建立的高低負(fù)壓抽放系統(tǒng) ，鋪設(shè)2趟獨(dú)立抽放管到92035采面回風(fēng)巷，一趟低負(fù)壓大流量支管接采空區(qū)埋管抽放，一趟高負(fù)壓小流量支管接頂板高位鉆孔進(jìn)行預(yù)抽裂隙瓦斯。

6、調(diào)整回采治災(zāi)勞動(dòng)組織。工作面高位鉆孔采取“分時(shí)分壓分段”模式進(jìn)行抽采管理，即高位鉆孔預(yù)抽構(gòu)造瓦斯時(shí)，負(fù)壓提高為不低于25kpa;當(dāng)高位鉆孔抽取因采動(dòng)影響形成裂隙區(qū)域的瓦斯時(shí)，負(fù)壓調(diào)整為不低小于13kpa;當(dāng)高位鉆孔位于采空區(qū)或時(shí)，調(diào)整單孔接抽軟管到低負(fù)壓大流量的支管上，用采空區(qū)埋管負(fù)壓進(jìn)行抽放。充分利用頂板高位鉆孔合理安排，最終對(duì)采面實(shí)現(xiàn)“采前預(yù)抽”，“采中強(qiáng)抽”，“采后排抽”的效果。

四、92035煤采工作面隅角瓦斯治理經(jīng)濟(jì)成果

通過(guò)對(duì)92035炮采工作面科學(xué)治災(zāi)，該工作面9月瓦斯超限0次，正常生產(chǎn)28天，比上月多生產(chǎn)10天;10月瓦斯超限0次，正常生產(chǎn)29天，比8月多生產(chǎn)11天。92035隅角瓦斯超限攻關(guān)成功，每月多產(chǎn)原煤820噸，根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)原煤當(dāng)?shù)貎r(jià)格，隅角瓦斯超限攻關(guān)小組為公司創(chuàng)收月凈利潤(rùn)72萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)：

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[3]《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ1027-2006）.

[4]《煤礦井工開(kāi)采通風(fēng)技術(shù)條件》（AQ 1028-2006）.

（作者單位：敘永鑫福煤業(yè)有限公司燈盞坪）