总第１９３期 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２７９８．２０１５．０９．００８ 竹林山煤矿１ ３２２综采面瓦斯抽采达标评判实践 郭小水 （山西阳泰集团竹林山煤矿，山西晋城０４８１０５） 摘要：为科学有效治理矿井瓦斯，有效防范和遏制瓦斯事故，保证回采工作面安全生产，根据《煤矿瓦斯 抽采达标暂行规定》要求，竹林山煤矿以１３２２综采工作面７００～９５０ ｍ范围作为一评价单元。完成了瓦斯 抽采达标评判，保证了工作面的正常接替，矿井均衡生产。 关键词：瓦斯；抽采达标；评价单元 中图分类号：ＴＤ７１２．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—２７９８（２０１５）０９—００２２—０２ １ ３ ２２ Ｆｕｌｌｙ Ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ Ｍｉｎｉｎｇ Ｆａｃｅ Ｇａｓ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｆｒｏｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｉｎ Ｚｕｌｉｎｓｈａｎ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ ＧＵｏ Ｘｉａｏ－ｓｈｕｉ （Ｚｕｌｉｎｓｈａｎ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ Ｙａｎｇｔａｉ Ｇｒｏｕｐ，Ｊｉｅｈｅｎｎｇ ０４８１０５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄ ａｔ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｇａｓ ｍｉｎｅ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｅｖｅｎｔ ａｎｄ ｃｕｒｂ ｔｈｅ ｇａｓ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ，ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ”ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｉｍ ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｓ ｏｎ ｍｉｎｅ ｇａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓｔａｎｄａｒｄ”ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，１３２２ ｆｕｌｌｙ ｍｅｃｈａ— ｎｉｚｅｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ７００～９５０ ｍ ｒａｎｇｅ ａｓ ａｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ，ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｔｈｅ ｇａｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｏ ｊｕｄｇｅ，ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆａｃｅ，ｔｈｅ ｂａｌａｎｃｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｚｕｌｉｎｓｈａｎ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓｔａｎｄａｒｄ；ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ 竹林山煤矿是一座设计能力１２０万ｔ／ａ的高瓦 循环进尺０．６ ｍ。三八制作业，一班检修，两班生 斯矿井，主采３号煤层，煤层总厚度为４．２３～５．２ ｉｎ， 平均厚度为４．７３ Ｉｎ，煤层倾角为一４～７。。 产，生产班２．５个循环，Ｅｔ进５个循环，平均日产量 为３ ２００ ｔ。 １３２２综采工作面位于１３００采区东部。该工作面 １．３工作面通风瓦斯情况 北部为实体煤田；南部为１３２１综采面采空区；西部为 １３２２综采面区域内原煤瓦斯含量为１３ ｉｎ ／ｔ．预 １３００采区大巷；东部为１４００规划采区，实体煤田。 测工作面瓦斯绝对涌出量为１２．１ ｉｎ。／ｍｉｎ。设计正常 回采时的总需风量为２ ８５０ ｉｎ ／ｍｉｎ，工作面内“Ｕ”需风 １工作面概况 量为１ ８５０ Ｉｎ ／ｍｉｎ．回风巷瓦斯浓度约为０．４０％．风速 为１．５４ ｍ／ｓ：外“ｕ”需风量为１ ０００ Ｉｎ ／ｍｉｎ，辅助回风 １．１工作面巷道布置情况 １３２２综采面走向长１５６ ｍ，倾斜长９５０ ｍ。工作 巷瓦斯浓度约为０．４７％，风速为０．８３ ｍ／ｓ。 面采用“两进两回”通风方式，即“Ｕ＋Ｕ”通风方式， 共布置四条巷道，分别为１３２２运输巷、１３２２辅助进 风巷、１３２２回风巷、１３２２辅助回风巷。１３２２运输巷 ２工作面瓦斯抽放情况 １） １３２２工作面在运输巷、回风巷分别按设计 道用于进风、供电、供水、供液和运煤，１３２２辅助进 布置了瓦斯抽放钻孔，对工作面煤层瓦斯进行抽放。 风巷用于进风和排水，１３２２回风巷用于回风及辅助 截止２０１４年９月８日，全部施工完毕。其中１３２２运 运料，１３２２辅助回风巷用于辅助回风。 １．２工作面回采方式 输巷７００～９５０ １ＴＩ范围，布置直径７５ ｍｍ、孔深８５ Ｉｎ 的钻孔２５５个，孔间距１ ｉｎ，累计孔深２１ ６８５ ｉｎ；１３２２回 风巷７００～９５０ ｉｎ范围，布置直径７５ ｍｍ、孔深８５ ｉｎ的 １３２２综采面采用一次采全高，设计采高４．７３ ｉｎ， 收稿日期：２０１５－０５－０８ 作者简介：郭小水（１９７１一），男，山西阳城人，工程师，从事安全生产管理工作。 ２２ ２０１５年９月 郭小水：竹林山煤矿１３２２综采面瓦斯抽采达标评判实践 第２４叁苎！ 钻孔２５３个。孔间距１ ｍ，累计孔深２１ ５１５ ｍ。 工作面７００ ９５０ ｉｎ钻孔布置时间：１３２２运输巷７００— ４年７月２０日，结束时间为 ２）１３２２运输、回风巷分别敷设Ｄ２１９ ｍｍ管路 ９５０ ｍ开孔时间为２０１直径７５ ｍｍ钻孔为２５５个，合计钻 ９５０ ｍ．安装放水器９个，储煤罐５个。在１３２２运输 ２０１４年９月６日， ６８５ ｉｎ。 巷和回风巷４５０ ＩＴＩ、７００ Ｉｎ及巷道口，分别安装瓦斯 孔米数为２１流量测定装置１个，用于测定两巷道评判地段的瓦 斯压差、浓度和负压等，便于对工作面瓦斯抽采量进 行计算。 ３） １３２２工作面瓦斯抽放工程于２０１４年３月 ５日开始．２０１４年９月８日全部施工完毕，至２０１５年 风巷 １３２２：￣输巷 口 １月１６日共计抽放时间为３１５ ｄ。钻孔孔口抽放负压 为１５ ２５ ｋＰａ。平均每天抽放瓦斯１５ ５２３．２ ｒｆｌ 。 ３效果评判 ３．１ 瓦斯抽采基础条件评判 地面建有瓦斯抽放系统两套，其中低负压抽放 泵两台，一备一用，型号为ＣＢＦ４００Ａ型，最大抽放 量为１０３ ｉｎ ／ｍｉｎ，套配抽放主管路为Ｄ３２５ ｍｍ，支管 路为Ｄ２１９ ｍｍ．对采空区瓦斯进行抽放。高负压抽 放泵两台，一备一用，型号为２ＢＥＣ６２型，最大抽放 量为２９０ ｍ ／ｒａｉｎ，套配抽放主管路为Ｄ５２９ ｍｍ，支管 路为Ｄ２１９ ｍｍ．对本煤层瓦斯进行抽放。 经抽放工程竣工验收，１３２２工作面钻孔施工符 合设计要求。 １３２２工作面内“Ｕ”回风巷瓦斯浓度约为０．４０％， 风速为１．４ ｒｎ／ｓ：外“Ｕ”辅助回风巷瓦斯浓度约为 ０．４７％，风速为０．７６ ｍ／ｓ。符合《煤矿瓦斯抽采达标 暂行规定》第二十九条规定：采掘工作面同时满足风 速不超过４ ｍ／ｓ。回风流中瓦斯浓度低于１％。 瓦斯抽采基础条件符合要求，可以进行瓦斯抽 采达标评判。 ３．２ １３２２工作面预抽煤层瓦斯效果评判 ３．２．１抽采钻孔有效控制范围界定 设计１３２２工作面７００～９５０ Ｉｎ范围采用平行钻孔 抽采（如图１所示），开孔高度位于煤层１．５ １．８ ｍ， 钻孔间距为１ ｍ，３号煤层抽放瓦斯有效半径为３ ｍ， 瓦斯抽放钻孔可以保证抽放煤层整个厚度。１３２２ 回采工作面７００ ９５０ Ｉｎ范围全部在抽采钻孔有效 控制范围，确定１３２２工作面７００—９５０ Ｉｎ范围为评 价单元。 ３．２．２抽采钻孔布孔均匀程度评价 １３２２工作面抽放钻孔间距：１３２２运输巷７００ ９５０ ｍ， 布置直径７５ ｍｍ钻孔２５５个。钻孑Ｌ间距小于１ ｍ：１３２２回 风巷７００～９５０ ｍ，布置直径７５ ｍｉｌｌ钻孔２５３个，钻孔间距 小于１ ｍ；钻孔间距均满足设计要求。 ３．２．３抽采瓦斯效果评判指标测定 １） 预抽时间差异系数和评价单元划分。１３２２ １３２２回风巷 １３２２辅助回风巷 图１工作面钻孔布置不意 １３２２回风巷７００～９５０ ｉｎ开孔时间为２０１４年 ７月２５日，结束时间为２０１４年９月８日，直径７５ ｍｍ 钻孔为２５３个，合计钻孔米数为２１ ５１５ ｉｎ。 １３２２工作面７００—９５０ ｍ为平行钻孔，覆盖整个评 价单元，预抽时间差异系数最大为２７．３％，小于３０％。 预抽时间差异系数计算： ＇７＝（ 一 ｉ ）／Ｔｍ＝×１００％ ＝（１７６—１２８）／１７６ Ｘ １００％＝２７．３％。 式中：叼为预抽时间差异系数，％； 为７００— ９５０ ＩＴＩ预抽时间最长的钻孔抽采天数，取１７６ ｄ； ｉ 为 ７００～９５０ ｍ预抽时间最短的钻孔抽采天数，１２８ ｄ。 ２） 瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算。统计 １３２２工作面瓦斯抽采情况，瓦斯抽放量平均为 １Ｏ．７８ Ｉｎ ／ｍｉｎ。１３２２运输巷７００～９５０ ｉｎ钻孔抽放量 平均为２．０８ Ｉｎ。／ｍｉｎ，计算得出，７００～９５０ Ｉｎ钻孔从 开工至２０１５年１月１６日共抽放瓦斯量为５２．７２万 ｉｎ。：１３２２回风巷７００—９５０ ｍ钻孔抽放量为２．３８ ｉｎ ／ ｍｉｎ。计算得出。７００～９５０ ｍ钻孔从开工至２０１５年 １月１６日共抽放瓦斯量为５８．６ｌ万ｍ 。 瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算： Ｗｃ ＝（ Ｇ—Ｑ）／Ｇ ＝（１３ Ｘ２６７ ４８１—１ １１３ ３００）／２６７ ４８１ ＝８．８４ Ｉｎ ／ｔ。 式中： 为煤的残余瓦斯含量，ｍ ／ｔ；Ｆｒｏ为煤 的原始瓦斯含量，取１３ Ｉｎ ／ｔ；Ｑ为评价单元钻孔抽 排瓦斯总量，取１ １１３ ３００ ｍ。；Ｇ为评价单元参与计 算煤炭储量，取２６７ ４８１ ｔ。 ３） 抽采后煤的残余瓦斯压力计算。 ＝｛ａｂ（Ｐ ＋０．１）／１＋ｂ（Ｐ ＋０．１）｝× ｛（１００一Ａｄ—Ｍ ｄ）／１００｝Ｘ ｛１／（１＋０．３１Ｍａｄ）＋｛仃（Ｐ ＋０．１）／ｙＰ ｝ 式中： 为残余瓦斯含量，ｍ。／ｔ；ａｂ为吸附常数 （分别为３９．３９５ ９和１．４０１ １）；Ｐ 为煤层残余相对 瓦斯压力，ＭＰａ； （下转第６６页） ２３ 王跃楠：长平公司顶板水治理实践 第２４卷第９期 文明生产。为了解决这一实际困难，自制了锚索接 水器，增加了导水蓬布排水，与便携式移动水箱，排 水器、排水管，这样又影响巷道内正常进车、行人，且 费工费时。因此在这种情况下，利用导水蓬布排水 水沟结合处理顶板淋水。 锚索接水器是在锚索尾部安置一个自制的漏斗 形接水器，下端连接橡皮管，顶板淋水流经接水器一 橡皮管一便携式移动水箱，然后接力排出。在远离 便携式移动水箱的地方顶板淋水可经接水器一橡皮 管一巷道排水沟．然后由排水沟将水引流至附近水 仓，如图２所示。 法更为简单。具体做法是将导水蓬布固定在顶板 上，将顶板淋水收集并导入巷道排水沟，由水沟排至 附近水仓，如图３所示。 １一固定铁丝：２一导水篷布 图３导水篷布排水 采用了以上治理顶板淋水的措施后。降低了掘进 工作面卧机事故发生的概率；减少了巷道内的稀煤泥 １一顶板；２一锚索接水器；３一引水胶管；４一小水泵 ５一锚索接水器；６一引水胶管；７一巷道排水沟 及人工清煤工作量，大大避免了生产、机电、运输等事 故的发生概率，改善了作业环境，提高了文明生产。 ［责任编辑：图２锚索接水器处理顶板淋水 如遇到巷道内大面积淋水，则需要安装多个接 路方］ 夺・孛・－４＞・４４＞・４４＞・夺・夺・专・夺・夺・夺・４４＞・夺・夺・夺・夺・４４＞・孛・夺・夺・寺・夺・夺・４４＞・夺・孛・４４＞・夺・夺・孛・夺・夺・牵・夺・４４＞・－４＞・幸－幸・夺・夺・４４＞・－４＞・争・４４＞・寺－夺・ （上接第２３页） 为枥碓大气压力，取０．１０１ ３２５ ＭＰａ； 直径７５ ｍｍ，取芯深度３０ ｉｎ。测定结果见表１。 Ａ 为煤的灰分，取１１．９６％； 为煤的水分，取１．００％； 表１瓦斯参数测定结果 ７ｒ为煤的孔隙率，取４．６７％； 为煤的容重（视密度），取 １．４３ ｔ／，ｍ３。 …置 代人公式可得： Ｐ ＝０．３２６ ＭＰａ。 ／（ ｍ、／ ３．ｔ一 １／（ ‘ｔ ／（ 甄 ｔ ） 册 ４）可解析瓦斯量计算。 Ｗｉ＝ 一Ｗｏ ＝８．８４—３．５８：５．２６ ｉｎ ／ｔ。 式中： 为煤的可解吸瓦斯量，Ｉｎ。／ｔ； 为抽采 瓦斯后煤层残余瓦斯含量，ｎｌ ／ｔ； 为煤在标准大 气压力下的残存瓦斯含量，取３．５８ ｍ ／ｔ。 ５）采煤工作面抽采率计算。 ｎ １０．７８／１２． ＋１０．７８ ７・¨ 式中：叼 为工作面瓦斯抽采率；Ｑ 为当月工作 面月平均瓦斯抽采量，取１０．７８ ｍ ／ｍｉｎ；Ｑ 为当月 工作面风排瓦斯量，取１２．１ ｍ ／ｍｉｎ。 １３２２采煤工作面绝对瓦斯涌出量为２２．８８ ｉｎ ／ １３２２工作面日产量为３ ２００ ｔ，可解析瓦斯量最大 值为５．０８ ｍ ／ｔ，符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》 第二十七条规定：工作面日产量在２ ５０１～４ ０００ ｔ时， 可解吸瓦斯量应不大于６ ｍ ／ｔ。 ｍｉｎ，瓦斯抽采率为４７．１１％，符合《煤矿瓦斯抽采达标 暂行规定》第二十八条规定：工作面绝对瓦斯涌出量 小于４０％。 通过计算．现场实测，１３２２工作面瓦斯抽采各 项指标均符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求， 判定１３２２工作面７００～９５０ ｉｎ范围瓦斯预抽效果达 达到２０≤Ｏ＜４０ ｍ。／ｍｉｎ时，工作面瓦斯抽采率应不 标。可以组织回采作业。 ６）井下现场实测数据。１３２２工作面瓦斯抽放 后，分别在运输和回风巷７００～９５０ １ＴＩ范围内，每隔５０ ｉｎ 选一测点，在煤体内打钻取芯进行瓦斯含量测定，钻孔 ［责任编辑：路方］