陳鵬飛

（河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦，河南 許昌 461670）

高瓦斯突出礦井煤巷快速掘進(jìn)瓦斯治理方法分析

陳鵬飛

（河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦一礦，河南 許昌 461670）

從當(dāng)前基建礦井投入使用現(xiàn)狀看，大多面臨煤層瓦斯含量過(guò)高，若快速掘進(jìn)，很可能產(chǎn)生安全隱患問(wèn)題，礦井生產(chǎn)能力會(huì)受到影響。這就要求結(jié)合基建礦井實(shí)際情況，采取有效的瓦斯治理方法。文章選取國(guó)內(nèi)某煤礦區(qū)域礦井為實(shí)例，結(jié)合該煤礦當(dāng)前應(yīng)用現(xiàn)狀，提出相應(yīng)的瓦斯治理方法，并評(píng)價(jià)瓦斯治理后高瓦斯突出礦井生產(chǎn)情況。

高瓦斯突出礦井；快速掘進(jìn)；瓦斯治理方法；基建礦井；礦井生產(chǎn)

高瓦斯突出礦井作為煤礦生產(chǎn)中的常見(jiàn)基建礦井類型，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)活動(dòng)中。值得注意的是，盡管煤礦企業(yè)注重在礦井應(yīng)用下提高掘進(jìn)速度，但實(shí)際掘進(jìn)中，受高含量煤層瓦斯影響，導(dǎo)致掘進(jìn)受到明顯影響。對(duì)此問(wèn)題，采取較多控制瓦斯含量的方式，取得的效果并不理想。因此，本文對(duì)瓦斯治理方法在高瓦斯突出礦井中的應(yīng)用研究，具有十分重要的意義。

1 高瓦斯突出礦井概況

本文在研究中選取國(guó)內(nèi)某煤礦區(qū)域?yàn)槔?，該煤礦在構(gòu)造上有向西緩斜特征，逆斷層數(shù)量較多，煤層有明顯節(jié)理裂隙發(fā)育特征，且保持8°左右傾角，為8#煤層，煤層平均1.6～1.8m厚度，0.00002～0.1061m2（MPa2·d）透氣性系數(shù)。對(duì)煤層底板、頂板觀察，可發(fā)現(xiàn)底板處以巖質(zhì)泥巖為主，頂板有粉砂巖等砂質(zhì)泥巖。在煤層瓦斯含量上，8#煤層可達(dá)14.47m3/t，為高瓦斯突出礦井，在瓦斯流量衰減上，保持0.1757～1.0531d－1系數(shù)，其說(shuō)明瓦斯抽放較為困難。另外，瓦斯含量在可采煤層中都較多，很難實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。具體的瓦斯參數(shù)如表1：

表1 煤層瓦斯參數(shù)

2 煤巷快速掘進(jìn)瓦斯治理方法的應(yīng)用分析

從該煤礦區(qū)域?qū)嶋H情況可發(fā)現(xiàn)，基建礦井生產(chǎn)中將面臨瓦斯治理難題，無(wú)論從瓦斯壓力或瓦斯含量上看，都會(huì)對(duì)煤巷快速掘進(jìn)造成影響。對(duì)此問(wèn)題，本文在研究中主要從三方面處理措施著手，包括穿層鉆孔條帶瓦斯抽放、大直徑鉆孔瓦斯抽放以及深孔松動(dòng)爆破技術(shù)的應(yīng)用等。

2.1 穿層鉆孔條帶瓦斯抽放

煤巷掘進(jìn)速度的提高，關(guān)鍵在于做好瓦斯的控制，此時(shí)可考慮對(duì)煤層瓦斯消突，由穿層鉆孔處進(jìn)行瓦斯抽放。具體操作流程：第一，以煤層法線為參照，取頂板距其10m以上巖層，且保持15～20m平面位置，將抽放巖石巷道設(shè)置其中；第二，自巷道內(nèi)起，沿煤巷掘進(jìn)區(qū)域進(jìn)行穿層鉆孔施工，并做埋管抽放。需注意，穿層鉆孔在孔徑上應(yīng)保持75mm以上，以抽放半徑為依據(jù)確定鉆孔數(shù)量，避免有抽放空白帶存在。這樣在瓦斯抽放后，將保持為8m3/t以內(nèi)瓦斯含量或使瓦斯壓力保持在0.74MPa以下。

2.2 大直徑鉆孔瓦斯抽放

瓦斯治理的關(guān)鍵在于控制瓦斯超標(biāo)問(wèn)題，可考慮將大直徑鉆孔瓦斯抽放方式引入。該方法實(shí)施過(guò)程：第一，布置鉆場(chǎng)。取8#煤層傾向作業(yè)面1803工作面作為研究對(duì)象，在其順槽巷道兩側(cè)預(yù)抽15m，且對(duì)60m掘進(jìn)范圍的瓦斯處理，掘進(jìn)中，應(yīng)注意每40m距離處，進(jìn)行鉆場(chǎng)的交錯(cuò)布置，布置后應(yīng)保證鉆孔控制為60m，兩幫錯(cuò)距與單幫鉆場(chǎng)間距分別為10m、40m，并有20m的超前距離作為預(yù)留。整個(gè)鉆場(chǎng)在規(guī)格上，長(zhǎng)、寬、高分別為4m、4m、2.8m；第二，布置鉆孔。該過(guò)程中需考慮到若直接掘進(jìn)，極易出現(xiàn)煤體表面卸壓、松動(dòng)問(wèn)題，增加煤層透氣性，這樣在鉆孔布置時(shí)，將導(dǎo)致抽放鉆孔過(guò)程中有漏氣問(wèn)題。對(duì)此情況，應(yīng)注意將巷道外是實(shí)煤體作為鉆孔布置煤層，可時(shí)抽放負(fù)壓得到保證。具體操作可細(xì)化為：第一，平面布置，于鉆場(chǎng)中進(jìn)行6個(gè)鉆孔的布置，孔徑220mm，孔間距0.5m，且保持60m孔深，需注意該孔徑、孔深僅適用于1#、3#、5#三個(gè)孔中，其余三孔在孔徑、孔深上分別為75mm、60m，保持0.5m孔間距；第二，布置剖面，以煤層底板為參照，鉆孔高度應(yīng)為1.5m，且注意巷幫、第1孔應(yīng)保持1.5m間距；第三，孔深控制，以60m最為常見(jiàn)，但若鉆場(chǎng)施工條件較好且鉆機(jī)性能高，可考慮在孔深上適當(dāng)增加。

2.3 深孔松動(dòng)爆破技術(shù)應(yīng)用

瓦斯抽放方式應(yīng)用下，若煤巷兩側(cè)15m區(qū)域中瓦斯消突目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，可直接掘進(jìn)，為使掘進(jìn)中瓦斯含量得到進(jìn)一步控制，引入鉆場(chǎng)布置方式，進(jìn)行瓦斯的抽放，也為煤巷快速掘進(jìn)提供安全保障。在這兩種方法基礎(chǔ)上，掘進(jìn)中也可考慮引入短探檢測(cè)方法，如K1值法的應(yīng)用、鉆屑指標(biāo)法的應(yīng)用等，若檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)所獲取的值超出規(guī)定范圍，便需對(duì)煤層做進(jìn)一步處理，此時(shí)深孔松動(dòng)爆破技術(shù)將發(fā)揮其效果，其應(yīng)用的目的在于使煤體有裂隙產(chǎn)生，瓦斯與應(yīng)力將從裂隙中釋放，煤層的透氣性因此得以提高。從深孔爆破技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)看，主要對(duì)掘進(jìn)前方的煤層進(jìn)行鉆孔，可根據(jù)實(shí)際施工情況確定鉆孔數(shù)量，且鉆孔主要以控制孔、爆破孔為主，控制孔主要起到導(dǎo)向控制作用，爆破中將會(huì)貫穿爆破裂縫面，轉(zhuǎn)移此處應(yīng)力，使高壓瓦斯加速排放。通過(guò)這種方式的應(yīng)用，既使瓦斯壓力梯度降低，也可從時(shí)間、空間等角度進(jìn)行超前防護(hù)。

3 煤巷快速掘進(jìn)瓦斯治理方法的應(yīng)用效果研究

本次研究中取1803工作面為研究對(duì)象，對(duì)瓦斯治理方法應(yīng)用效果分析，在順槽掘進(jìn)中，借助瓦斯抽放方法做區(qū)域消突，且使鉆孔終孔控制于巷道兩側(cè)15m區(qū)域中。同時(shí)，工作面掘進(jìn)中，利用K1值法對(duì)瓦斯突出指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于超限問(wèn)題，給予深孔爆破防突方式，在瓦斯快速抽放下，使順槽掘進(jìn)速度提高。施工過(guò)程中可發(fā)現(xiàn)，可保持每天10～12m掘進(jìn)進(jìn)尺，瓦斯超限問(wèn)題得以解決。由于鉆孔、鉆場(chǎng)、掘進(jìn)工作面的布置，整個(gè)施工中為平行作業(yè)，不僅使掘進(jìn)速度提高，且掘進(jìn)安全性較高，為礦井的安全生產(chǎn)提供保障。

4 結(jié)語(yǔ)

瓦斯治理方法在高瓦斯突出礦井中的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)煤巷快速掘進(jìn)的關(guān)鍵所在。本文在研究中可發(fā)現(xiàn)，對(duì)于所選取的礦井采用穿層鉆孔條帶瓦斯抽放、大直徑鉆孔瓦斯抽放以及深孔松動(dòng)爆破技術(shù)，取得的瓦斯治理效果明顯。實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，需根據(jù)礦井實(shí)際情況，采用針對(duì)性的瓦斯治理方法，以此達(dá)到瓦斯消突目標(biāo)，推動(dòng)礦井生產(chǎn)能力的提高。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）

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1009-2374（2017）12-0281-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.143

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