突出煤层温度异常现象原因分析及应对措施

摘 要：九里山矿东一回采工作面，发生了煤墙发热、烫手的现象，文章通过对现场观测、实验室化验，分析了该现象的原因，并提出应对措施，从而保障了工作面的安全回采。

关键词：瓦斯；煤墙发热；应力集中

九里山矿东一工作面是严重突出煤层，该工作面在2014年8月经过瓦斯抽采达标评判，9月开始回采，在回采过程中工作面出现了煤墙发热、烫手的现象。该现象是否影响工作面的安全生产，因此，需要分析原因，从而制定措施，确保矿井的安全生产。

1 工作面概况

东一工作面工作面走向全长504.5m，倾斜平均长度98.35m，煤层厚度2.0～6.4m，平均3.2m，工业储量23.87万t。标高-200.8～-245.2m，埋深296.95～341.4m。

该工作面位于15采区东翼上部，其上邻13101工作面和13煤柱工作面（均已回采结束），下邻东三1工作面（已回采结束），西临15下山保安煤柱，东部靠近东三1工作面与13采区交汇处，东一工作面底板有东一运输底抽巷，顶板有东轨道、皮带运输大巷、一五回风巷、一三轨道、皮带、回风上山、一三沉淀池等巷道。

该工作面原煤瓦斯含量31m3/t，煤层瓦斯压力1.74MPa，实测煤层瓦斯吸咐常数a=41.841m3/t，b=0.985MP-1，煤的灰份Ad=7.64%，挥发份V=11.18%，水分W=1.87%。工作面煤层透气性系数0.2～0.457m2/MPa2·d，钻孔瓦斯流量0.015～0.04m3/min·hm，衰减系数0.0126～0.0389d-1，煤层透气性差，抽采较为困难。

2 瓦斯抽采评判情况

东一工作面采取了穿层、顺层钻孔预抽回采瓦斯区域煤层瓦斯措施，煤层平均厚度3.2m，平均倾角13.5°，煤层工业储量约为23.50万t，评价单元参与计算的煤炭储量为19.97万t，原煤瓦斯含量为31m3/t，评价单元参与计算的瓦斯储量为619.07万m3，共施工抽采钻孔2788个，合计孔深128610m，共抽出瓦斯量為514.08万m3。根据计算和测定资料表明：东一工作面经过预抽后计算煤层残余瓦斯含量为5.26m3/t，实测煤层残余瓦斯含量最大值为5.85m3/t，工作面间接计算煤层残余瓦斯含量值和实测煤层残余瓦斯含量值均小于6m3/t，利用计算的残余瓦斯含量和实测残余瓦斯含量的最大值计算煤的可解吸瓦斯含量分别为3.86m3/t和3.27m3/t，均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》中日产量为1001～2500t的采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯含量≤7m3/t的要求。

3 工作面区域验证、煤墙发热情况

东一工作面目前回风巷通尺为310.8m，运输巷通尺为327.8m，平均回采长度为189m。2015年5月12日16点班对工作面进行区域验证工作（采用“三参数”指标法），共计施工验证孔10个，均按规定布置，所测“三参数”指标最大值分别为：

瓦斯解析指标△h2最大为160pa；

钻屑量最大为2.6kg/m；

瓦斯涌出初速度q值均<1.5L/min；

工作面煤厚为4.4m。

在5月15日16点班对工作面切眼煤墙现场用温度计测量煤墙温度及回风巷风流中一氧化碳值进行测定，情况如下：

局部煤墙表面温度：38架、40架、42架为40°左右。

一氧化碳：工作面切眼采用专用一氧化碳测定仪未检测出一氧化碳。

回风巷施工钻孔期间悬挂有一氧化碳传感器和便携仪读数均显示为0。

4 原因分析

现场测定一氧化碳的含量值为“零”，说明工作面部分地段煤墙发热不是煤体自燃产生的，煤层中赋存的瓦斯情况没有大的关联，根据工作面切眼施工的浅孔抽放钻孔的情况分析，工作面目前的煤质较松软，此区段应为构造煤区域，并不是煤层出现自燃造成的。分析应该为煤体内部发生了构造应力的重新分布变化，造成煤体间摩擦产生了一定的热量，应该危及不到工作面安全。

工作面附近没有突出点的情况存在，通过对切眼施工钻孔时到8、9m时钻进困难看，工作面目前位置应该是处于构造应力的集中区。目前正在做的煤层工业分析结果出来后通过对灰分值等的分析。

5 处理措施

（1）在东一工作面回风巷切眼以外10m施工一排强化抽采钻孔，共计30个，孔间距1.5-2.5m，孔深50m。

（2）工作面切眼施工2排浅孔抽放钻孔，平均孔深9m；1排排放钻孔，平均孔深10m。

（3）工作面施工钻孔期间加强对瓦斯、一氧化碳的实时监测工作，回风巷钻孔施工期间必须按规定悬挂瓦斯、一氧化碳便携仪进行监测数据变化情况，回风巷部分无用的钻孔可以进行煤层注水的工作，加强煤体强度，对工作面降尘也可以起重要作用。

6 结束语

（1）东一工作面煤墙发热应该为煤体内部发生了构造应力的重新分布变化，造成煤体间摩擦产生了一定的热量，不是由于瓦斯赋存不均造成的。（2）回采期采用松动爆破的局部措施，采取爆破落煤、机组拾煤的流程进行回采作业。（3）回风巷施工抽采钻孔时，及时观测瓦斯、一氧化碳的异常变化情况，确保安全。

作者简介：贵宏伟（1976-），男，河南延津人，工程师，工程硕士，河南能源焦煤公司工作，从事煤矿瓦斯防治技术研究。