松河矿井轨道石门岩石裂隙瓦斯治理浅析

摘 要：本文针对松河矿井掘进时的石门揭煤工作面，矿井瓦斯含量高，多储存于岩石裂隙中，造成防治工作不易做到位，对瓦斯治理工作提出更高的要求的现状，详细的阐述本矿井高效抽放岩层裂隙中瓦斯，并成功揭开110轨道石门18#、17#的积累经验，将适合此类矿井的瓦斯治理方法得以更广泛的应用。

关键词：石门；裂隙；瓦斯治理；煤层预抽

1、矿井概况

松河矿井位于贵州省六盘水市盘县北部的土城向斜北翼中段，分属松河乡、淤泥乡管辖。设计生产能力240万t/a，矿井服务年限60a。目前矿井已正常生产，一采区110轨道石门于2007年10月揭18#、17#煤层（现场探测知道18#煤与17#煤层间距仅为150mm，故揭煤为两煤层同时揭开）。鉴于此，松河矿井对1580轨道石门的揭煤工程前岩石裂隙处瓦斯进行治理分析。

110轨道石门工作面位于松河公司一采区西翼，工作面标高+1580m，距地表垂深113m，顶板：伪顶为黑色页岩0.5m，直接顶为粉沙岩夹菱铁质条带3.5m，老顶为细沙岩大于20m，底板中伪底为泥岩0.5m，直接底为粉沙岩夹菱铁质条带。该条石门所穿煤层共计46层，在石门掘进过程中，地质条件复杂，岩石裂隙较多，且比较发育，裂隙水较大，瓦斯涌出量也大，达4～5m3/min。如何有效地治理石门掘进过程中的瓦斯涌出，成为该区段石门是否能得予安全顺利掘进的首要问题。

2、110轨道石门岩石裂隙瓦斯综合治理方案及实践

2.1 瓦斯治理方案

110轨道石门瓦斯赋存特点是：部分储存于岩石裂隙之中，受控于多裂隙系统，具有低渗透率、低含气饱和度、低孔隙度、低流量、渗出时间长等特征。在巷道掘进过程中，岩层内瓦斯通过裂隙泄入巷道，给安全生产带来严重威胁。针对此种赋存特点，特制定相关钻孔抽放巷道裂隙中的瓦斯方案，具体措施如下：

（1） 从工作面前方按突出煤层抽放钻孔进行设计，预抽工作面前方及控制巷道轮廓线8m范围内的裂隙瓦斯，待工作面抽放钻孔瓦斯降到10%以下，再往前掘进（钻孔布置见附图1）。

（2） 在工作面轮廓线外布置钻孔进行抽放（抽放钻孔控制巷道轮廓线外8m范围），工作面正中布置一个钻孔作为验证孔（钻孔布置见图2），从而对工作面进行抽放。通过对工作面前方轮廓线外8m范围内裂隙进行抽放，通过中间验证孔及周边钻孔的抽放，判断岩石裂隙的发育情况。

（3） 高负压瓦斯抽放

建立一套独立的临时抽放系统，在地面安设一台移动抽放泵；型号：BWY-30，电机功率：55KW，流量：30m3/min，配合一趟8寸抽放管，直接安设到工作面，作为110轨道石门的高负压抽放系统。

2.2 瓦斯综合治理实践

通过（1）、（2）两个瓦斯治理设计方案的对比，结合后方裂隙瓦斯的抽放情况（后方裂隙瓦斯在抽放过程中瓦斯浓度一直没有下降的趋势）。若采用（1）方案，要等裂隙瓦斯抽放浓度降到10﹪以下再往前掘进，至少需要一年时间，故选择第二种方案。

根据煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ 1026-2006）对石门工作面进行穿层钻孔设计布置，控制巷道周边轮廓线外8m范围（底板或下帮5m）（钻孔布置见图2）。在巷道轮廓线外施工11个60m深的抽放钻孔。均封孔进行抽放，封孔深度为8m，封孔材料为马丽散。

3、110轨道石门瓦斯综合治理的效果

110轨道石门工作面往顶部和两帮均扩大0.8m宽，作为轮廓线钻孔布置的钻场，在钻场内共计施工11个钻孔，共计：660m。从2007年11月8日开始预抽，预抽后进行两天的考查，单孔瓦斯抽放浓度最大为：80﹪，最小为20﹪，地面主管瓦斯抽放浓度一直在30%～40%，抽放纯量为9.22万m3，通过两天考查，发现工作面前方裂隙在钻孔控制的范围内是串通的，中间钻孔也和周边钻孔是串通的；同时考查工作面及回风流的瓦斯浓度，在未进行抽放前，工作面瓦斯浓度：0.6%，回风流瓦斯浓度为0.9%；抽放后，工作面瓦斯浓度：0.05%，回风流瓦斯浓度为0.2%；通过考查后分析，工作面前方往前掘进是安全的，但必须在确保抽放泵抽起的前提下才能掘进，在这期间通风部三个点班派人现场值班，由于采取了瓦斯综合治理措施，有效地解决了该工作面前方裂隙瓦斯涌出的问题。从而保证了该石门工作面得予安全顺利地掘进。

4、结论

采用在石门工作面轮廓线外做钻场，在钻场内打钻孔抽放工作面前方轮廓线外8m范围内的裂隙瓦斯，确保石门工作面安全掘进，在松河矿井110轨道石门工作面瓦斯治理上效果明显，它解决了石门工作面前方裂隙高瓦斯涌出的问题，是本矿处理石门工作面岩石裂隙高瓦斯涌出的行之有效的方法之一。

在钻孔瓦斯抽放过程中也存在一些问题，归纳如下：

① 移动抽放泵安设在地面，抽放管路较长，抽放阻力较大。

② 裂隙水较大，给抽放带来一定难度。

③ 管径小，抽放负压大，主管路易积水，放水困难。

④ 放水效果不好，影响抽放负压，会造成工作面瓦斯不稳定。

由以上几点问题得出一些体会：

① 抽放钻孔严格按设计施工到位，瓦斯抽放效果较好，能有效抽放瓦斯。

② 封孔质量的好坏，对抽放瓦斯效果影响较大。

③ 放水器放水效果的好坏，直接影响到裂隙瓦斯的抽放效果。

④ 工作面与裂隙的贯通，也会直接影响到裂隙瓦斯的抽放效果。

参考文献：

[1] 中华人民共和国煤炭工业部.防治煤和瓦斯突出细则[M].北京：煤炭工业出版社，2005

[2] 国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M]，煤炭工业出版社，2006

[3] 煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ 1026-2006）.国家安全生产监督管理总局[M]，煤炭工业出版社，2007.4

[4] 于不凡，王佑安.煤矿瓦斯灾害防治及利用技術手册[M].北京：煤炭工业出版社，2002

作者简介：

沈小波（1983年11月生 ）：男，籍贯：四川自贡，学历：本科，职称：工程师，从事煤矿“一通三防”、技术管理工作