浅析综采工作面瓦斯抽采达标效果评价

摘要本文介绍了一八九煤矿16122综采工作面瓦斯抽采情况，分析了综采工作面瓦斯抽采及瓦斯治理效果因素，根据煤矿瓦斯抽采达标评判细则，确定了其瓦斯抽采效果及抽采达标情况，从理论上为矿井的安全生产提高了依据。

关键词：综采面；瓦斯抽采；效果评价

中图分类号：P618文献标识码： A

16122工作面煤层可采厚度平均3.46m，总体结构较简单，煤层属较稳定。顶板为浅灰色细砂岩。底板为暗灰色粉砂岩。与下伏7#煤层间距平均23.88m；上覆5#煤层间距平均19m，其上部的15123工作面已回采完毕。

工作面总体构造形态为向南西倾斜的单斜构造。岩层和煤层倾角一般9～25°，煤层平均倾角17°。工作面煤层为单斜构造，赋存条件较稳定，开采范围内煤层厚度、倾角变化有规律。煤层走向变化不大，无地质构造影响。工作面走向长度2100m，倾斜长145m。

工作面评价区域内共施工抽放钻孔264个，排放钻孔110个。工作面使用2BEC-72型水环式真空泵预抽煤体瓦斯。使用V锥流量计、负压表和光学瓦检仪测定煤层瓦斯抽放参数，相关仪器每周标定一次，以确保计量准确。抽放钻孔严格按照设计施工，施工、验收资料齐全。

根据钻孔的施工和接抽时间，对16122工作面划分为两个单元进行评价:距开切眼936m范围内为一单元，距停采线1000m范围内为二单元（图3-1）。

图3-1 16122工作面评价单元划分

工作面距开切眼936m范围内于2013年1月25日进行接抽，距停采线1000m范围内于2012年3月进行接抽。由于两段预抽时间差异系数为71.4%，故对16122工作面分为两个单元进行评价。本次只对一单元进行瓦斯抽采达标效果评价。

（2-1）

=（14×30-4×30）/（14×30）×100%

=71.4%

式中：――预抽时间差异系数，%；

――预抽时间最长的钻孔抽采天数，d；

――预抽时间最短的钻孔抽采天数，d。

16122工作面评价区域内瓦斯抽放钻孔自2013年1月25日开始联网抽放，至2013年5月31日，累计抽放时间已达到4个多月。根据统计资料，目前已累计抽排瓦斯量17.97万m3。16122工作面自2012年4月中旬贯通，至2013年5月31日，共计411天，风排瓦斯量为29.83万m3。根据公式2-2计算，工作面评价区域内煤体的残余瓦斯含量为7.3941 m3/t，可解析瓦斯含量为4.4484 m3/t。达到了“规定”第27条要求，可进行下一步现场实测预抽瓦斯效果指标。

（2-2）

式中：――煤的残余瓦斯含量，m3/t；

――煤的原始瓦斯含量，m3/t；(8.1639m3/t)

――评价单元抽、排瓦斯总量，m3；

――评价单元参与计算煤炭储量，t。(620958t)

根据《煤矿瓦斯抽采暂行规定》24条规定：预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，应对预抽钻孔的有效控制范围进行界定，界定方法如下：

（1）对顺层钻孔，钻孔有效控制范围按钻孔长度方向的控制边缘线、最边缘2个钻孔及钻孔开孔位置连线确定。钻孔长度方向的控制边缘线为钻孔有效孔深点连线，相邻有效钻孔中较短孔的终孔点作为相邻钻孔有效孔深点。

（2）对穿层钻孔，钻孔有效控制范围取相邻有效边缘孔的见煤点之间的连线所圈定的范围。

在钻孔施工过程中，由于工作面内煤层起伏较大，有些钻孔未达到设计要求的深度。为确保钻孔控制的范围达到设计要求，1890煤矿瓦斯抽放队在16122工作面回风巷向运输巷方向进行了补孔，确保工作面不出现布孔空白带。

根据“规定”要求以及钻孔设计和钻孔竣工图判定，抽放钻孔可有效控制16122工作面评价范围内（工作面距开切眼936m范围内）煤体，钻孔控制范围有效。

根据“规定”25条规定：预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，应当对预抽钻孔在有效控制范围内均匀程度进行评价。预抽钻孔间距不得大于设计间距。

16122工作面距切眼936m范围内的钻孔间距按3m、孔深按120m设计。根据钻孔实际施工情况，钻孔基本按照设计进行了施工，满足抽放要求。

根据“规定”第26条要求：突出煤层现场测定点应符合以下要求：用穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段或回采区域煤层瓦斯时，沿采煤工作面推进方向每间隔30～50m至少布置1组测定点。当预抽区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）或预抽回采区域采煤工作面长度未超过120m时，每组测点沿工作面方向至少布置1个测定点，否则至少布置2个测点。

根据中煤科工集团重庆研究院对16122工作面进行的煤与瓦斯突出危险性鉴定，16122工作面不具有突出危险性。为了确保判定结果的准确性，暂依据突出煤层瓦斯抽采达标评价测点布置要求，共在评价区域设计17个测点，每个测点取一个煤样，测定可解析瓦斯含量。要求取样深度不得小于25m，各测定点均布置在原始瓦斯含量较高、钻孔间距较大、预抽时间较短的位置，并远离预抽钻孔或与周围预抽钻孔保持等距离，且避开了采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。测定点实际位置和实际测定参数见图5-1、表5-1 。

图5-1 瓦斯抽采达标测点布置图

表5-1 瓦斯抽采达标测点瓦斯含量表

取样位置 可解析瓦斯含量

（m³/t） 残存瓦斯含量

（m³/t） 吨煤瓦斯含量

（m³/t）

16122运输巷1100m处 1.9698 2.9457 4.9155

16122运输巷1150m处 3.0199 2.9457 5.9656

16122运输巷1200m处 2.0153 2.9457 4.9610

16122运输巷1250m处 3.7542 2.9457 6.6999

16122运输巷1300m处 3.8450 2.9457 6.7907

16122运输巷1350m处 2.2872 2.9457 5.2329

16122运输巷1400m处 2.2927 2.9457 5.2384

16122运输巷1450m处 2.7439 2.9457 5.6896

16122运输巷1500m处 2.1101 2.9457 5.0558

16122运输巷1550m处 1.9465 2.9457 4.8922

16122运输巷1600m处 2.6698 2.9457 5.6155

16122运输巷1650m处 2.3315 2.9457 5.2772

16122运输巷1700m处 2.3929 2.9457 5.3386

16122运输巷1750m处 4.3173 2.9457 7.2630

16122运输巷1800m处 1.2909 2.9457 4.2366

16122运输巷1850m处 1.0922 2.9457 4.0379

16122运输巷1880m处 2.1438 2.9457 5.0895

注：由于工作面近切眼段运输巷道内正在安装运煤设备，而且根据现场观测，在切眼至运输巷1880m处工作面为同一地质单元，因此，布置一个测点。

根据“16122工作面瓦斯抽采达标评价方案”中的计算结果，工作面本煤层瓦斯涌出占回采期间瓦斯涌出的88.6%，回采期间瓦斯主要来源为工作面本煤层。因此，工作面应按照表6-1给出的数据进行工作面瓦斯抽采达标评价。按照工作面日产量4000t/d计算，评价指标（工作面可解析瓦斯含量）临界值取6m3/t。

表6-1采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标

工作面日产量/t 可解吸瓦斯量/m 3/t

≤1000 ≤8

1001～2500 ≤7

2501～4000 ≤6

4001～6000 ≤5.5

6001～8000 ≤5

8001～10000 ≤4.5

>10000 ≤4

根据煤样分析，16122工作面最大残余瓦斯含量为4.3173m3/t（见表5-1），根据“规定”要求，16122工作面评价区域内（距开切眼936m范围内）瓦斯抽采效果达标。

四、 结束语

（1）根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求，16122工作面在回采前对瓦斯抽采达标情况进行了评价。根据预抽时间差异系数分析，将工作面划分为两个单元，本次只对一单元（距工作面开切眼936m范围内）瓦斯抽采达标情况进行评价；

（2）根据分源预测法计算结果，16122工作面本煤层瓦斯涌出占回采期间瓦斯涌出的88.6%，回采期间瓦斯主要来源为工作面本煤层。按照《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求，在工作面日产4000t的前提下，煤层可解析瓦斯含量应小于6 m3/t。根据测点煤样数据分析，评价区域内煤体最大可解析瓦斯含量为4.3173m3/t，按照《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求，工作面距开切眼936m范围内瓦斯抽采达标；

（3）工作面瓦斯抽采达标不意味着在回采期间瓦斯不会超限，因此，应继续加强对工作面的瓦斯抽采管理，及时监测瓦斯涌出情况，必要时，可采用调节风量、高位钻孔及上隅角插管抽放等措施来降低回风流瓦斯积聚。

参考文献：

（1）林泉.矿井瓦斯防治理论与技术.中国矿业大学出版社,2010.6

（2）张荣立.采矿工程设计手册.煤炭工业出版社,2003.5.

（3）煤矿瓦斯抽采达标暂行规定.安监总煤装〔2011〕163号

（4）防治煤与瓦斯防突规定.安监总煤装2011

（5）煤矿瓦斯抽放规范.国家安全生产监督管理总局2006.11