南六采区10606工作面瓦斯抽采达标评判研究

摘 要：为了预防瓦斯事故发生，保证回采工作面安全生产，采用顺层钻孔对10606工作面进行瓦斯预抽。按照《瓦斯抽采达标暂行规定》要求，从预抽钻孔有效范围、钻孔均匀程度评价、可解吸瓦斯量、通风能力达标方面，对10606工作面进行瓦斯抽采达标评判。

关键词：工作面;抽采方法;达标评判

1 工作面概况

1.1 工作面地面及井下位置

南六采区10606工作面对应地表位置为黄梨沟、后沟、前道沟从工作面内部穿过;西北侧为原张山圪垛村（已拆迁），东侧有M73钻孔，565钻孔位于工作面内部;轨道巷（301m、511m）、瓦斯抽放巷（293m、493m）、轨道巷Ⅱ段（63m、346m）对应地表分别有两组地表线路穿过工作面;轨道巷（590m、1511m）、瓦斯抽放巷（585m、1522m）、轨道巷Ⅱ段（373m、1206m）对应地表分别有两条道路穿过。

工作面对应地表出露地层以Q2+3、P2S2、N2、Q4地层为主，盖山厚度356-489m，平均417m。

1.2 岩层特征

工作面所掘進层为二叠系下统山西组02号层，厚度1.10-2.42m，平均2.20m，结构复杂，结构为1.2（0.1）0.9，属稳定可采中厚层，普氏硬度2.0。其下部间隔5-8m为2号层，2号层平均厚2.20m，普氏硬度2.5。

1.3 地质构造

①断层：工作面地质条件简单，预计掘进中无大的断层揭露;

②节理：本区节理较为发育，北东向节理发育，北西向节理次之，节理密度3-12条/10m，节理面受力后容易张开造成底鼓、片帮等，对施工有一定影响;

③陷落柱：本区位于陷落柱发育条带上，施工中可能有陷落柱揭露。

1.4 瓦斯地质

巷道掘进区域瓦斯地质条件较简单，结合临近10608皮带巷掘进期间各类参数分析，预计巷道绝对瓦斯涌出量1.4m3/min，在构造附近、顶帮裂隙发育区域瓦斯含量和K1值将增大，预计瓦斯含量为4.2-5.8m3/t，K1值为0.18-0.36ml/（g·min1/2）。

1.5 通风系统

根据巷道掘进期间瓦斯涌出情况，工作面采用局部通风机供风，安设两台一组2BKJNO.6.3（2×30kW）型对旋式局部通风机，采用Ф800mm强力胶质风筒，工作面配风量330m3/min，掘进期间通风系统如下：

新鲜风流：地面→南二进风井→东二运输大巷→南六暗斜→南六2#集中轨道巷→局部通风机→10606轨道巷→工作面。

污风风流：工作面→10606轨道巷→10606轨道巷回风联巷→东二回风巷→10610回风联巷→10610底抽巷→南翼瓦斯治理专用巷→麻家口回风井→地面。

2 抽采瓦斯效果评判指标测定

2.1 抽放后残余瓦斯含量

2.1.1 钻孔施工期间风排瓦斯量

钻孔施工时间为自2月26日-3月17日，整个抽放时间共计20天，打钻期间10606工作面切眼配风量330m3/min，期间甲烷监控探头显示值为0.12%，所以得出整个抽放期间风排瓦斯量为：330m3/min×0.0012m3/min×60× 24×20=11404.8m3。

2.1.2 钻孔瓦斯抽采量

10606工作面安设有一套涡街流量计，用以计量10606工作面本层瓦斯抽放量，平均每日抽放瓦斯量为1233.6m3。10606工作面切眼打钻后自1月6日-1月23日共计整个涡街流量器显示20天共抽放瓦斯54217.42m3，减去本层的抽放瓦斯量1233.6m3×20=24672m3，得出10606工作面切眼，整个抽放期间共抽放瓦斯量为：54217.42m3-24672m3=29545.42m3。

2.2 钻孔量相关分析

钻孔控制迎头前方70m，巷道宽3.6m，巷道轮廓线外15m，全厚4m，质量容重1.4m3/t，共计储量13171.2t。而打钻实际成孔进尺2480m，从而得出吨钻孔量为：2480/13171.2=0.188m/t，符合抽采达标暂行规定大于0.03m/t的要求。

2.3 瓦斯抽出率

钻孔控制迎头前方70m，巷道轮廓线外15m（巷道宽3.6m），全厚4m，以及瓦斯原始含量8.4256m3/t。（根据10606工作面施工顺层预抽钻孔时的取样预测结果显示，瓦斯含量在2.8066m3/t-8.4256m3/t之间。所以取8.4256m3/t作为机巷里段的原始瓦斯含量）。计算得出评判区域内总瓦斯含量为：70×33.6×4×1.4×8.4256=110975.3m3。

从而得出瓦斯抽出率为：（29545.42m3+11404.8m3）/110975.3m3=36.9%。

2.4 区域防突效果评价

2.4.1 区域措施效果检验方法

采用直接法进行区域措施效果检验方法，效检指标选定为残余瓦斯含量临界值为8m3/t，并推算残余瓦斯压力0.74MPa。采用DGC直接测定装置对取样行残余瓦斯含量进行测定。

2.4.2 区域效果检验孔布置方式

区域措施执行完毕后，在工作面布置3个效检钻孔，每个钻孔每隔20m布置一个取样点。

1号孔孔口距帮0.3m、终孔位于巷道上帮轮廓线外15m。设计孔深72m，中线夹角14°，俯角15°，距巷道顶板高度1.5m。

2号孔沿巷道中线方向布置，设计孔深70m，中线夹角0°，俯角13°，距巷道顶板高度1.5m。

3号孔孔口距帮0.8m、终孔位于巷道下帮轮廓线外15m，设计孔深72m，中线夹角13°，俯角15°，距顶板高度1.5m，。

每个效检孔分别在20m、40m、60m和终孔位置各取一样品，共取12个样品。测定残余瓦斯含量、反算瓦斯压力。效检指标不超保留20m区域防突措施超前距，允许掘进50m。

2.4.3 区域措施效检结果

根据区域防突措施设计在10606工作面上段共取12个样品，经矿井DGC样品化验室解析，测得样品最大残余瓦斯含量为7.8673m3/t，反算瓦斯残余压力为0.512MPa。

3 抽采效果达标评判

10606工作面上段经共施工区域防突措施钻孔38个，钻孔布置均匀，控制范围有效，经计算吨钻孔量达到0.188m/t，瓦斯抽放率达到36.9%，且区域措施执行过程中，除了1-16号孔和切眼低抽巷打穿孔，2-11号孔出现喷孔现象外，无其它异常情况。经区域措施效果检验工作，显示区域措施执行后最大残余瓦斯含量为7.8673m3/t，反算瓦斯残余压力为0.512MPa。低于残余瓦斯含量临界值为8m3/t，并推算残余瓦斯压力0.74MPa，且取样过程中无异常现象。综上所述判定10606工作面切眼上段（自切眼上安全出口向下40m-110m一段）区域防突措施有效，此区域判定为无突出危险区域，预留20m超前距，允许掘进50m。

4 结语

鉴于10606工作面切眼上段（自切眼上安全出口向下40m-110m一段）區域措施效果检验结果的最大残余瓦斯含量为7.8673m3/t，所以为保证此段掘进过程中的施工安全，在掘进过程中必须执行局部综合防突措施。执行局部措施过程中做好“防瓦斯超限、防火、防尘”工作。

在执行局部防突措施时，每周要对措施执行情况进行周评价。在掘进过程中做好安全监测监控工作密切注意掘进头瓦斯浓度变化，若出现瓦斯浓度偏高的情况时要及时分析原因并采取措施。施工期间要密切关注10606工作面切眼低抽巷内施工时的瓦斯变化，避免不安全情况发生。

参考文献：

[1]成宽亮，张新社，田虎军，吴卫兵，秦落铭，高中宁.端氏煤矿3110回采工作面抽采达标评判[J].能源技术与管理，2020，45（02）：140-142.

[2]窦志明.综采工作面瓦斯抽采技术应用[J].能源技术与管理，2020，45（02）：33-34+37.

作者简介：

郭书栋（1994- ），男，山西长治人，2017年毕业于吕梁学院采矿工程专业，主要从事煤矿生产等方面工作。