底抽巷瓦斯抽采技術(shù)應(yīng)用及效果分析

段培磊

（大同煤礦集團(tuán)軒崗煤電有限責(zé)任公司焦家寨煤礦，山西 原平034114）

瓦斯抽取采集技術(shù)的引用可以使得礦井風(fēng)流之中的瓦斯含量大大降低，有效地減少由于瓦斯含量突出引發(fā)瓦斯事故產(chǎn)生的可能。在當(dāng)下我國煤炭項(xiàng)目工程開采進(jìn)程之中，巷道瓦斯抽取采集技術(shù)已經(jīng)成為了一道不可缺少的工藝技術(shù)，在煤礦開發(fā)工作之中有著十分重要的位置。巷道瓦斯抽取采集技術(shù)的引入，大大增長了煤層開采的強(qiáng)度和力度，在以往煤層開采進(jìn)程之中出現(xiàn)的瓦斯大量涌出的現(xiàn)象問題也得到了高效解決和處理，從而使得瓦斯的抽采效率以及抽放數(shù)量得到大大增長，高效推進(jìn)了底抽巷抽采項(xiàng)目的工作進(jìn)程，并取得了極大成效。

1 瓦斯涌出量增加機(jī)理

在煤炭項(xiàng)目工程的實(shí)際開采開發(fā)進(jìn)程之中，伴隨著工程項(xiàng)目進(jìn)度的不停挺進(jìn)，順著煤層區(qū)底部方向的壓力愈加增強(qiáng)，呈現(xiàn)著壓力增長的趨勢，煤巖體呈現(xiàn)出了壓縮的形態(tài)。而處在采空區(qū)下端位置底板壓力逐步降低，呈現(xiàn)出壓力越來越小的趨勢，煤巖體呈現(xiàn)為膨脹的形態(tài)。此時(shí)，在工作面的延展工作開展進(jìn)程之中，煤巖體的行進(jìn)方向呈現(xiàn)出了壓縮—膨脹—壓實(shí)的區(qū)域。在膨脹部分與壓實(shí)部分交界之處，煤巖體的壓力不停地增長。在此種狀況之下，極易出現(xiàn)變形以及剪切的現(xiàn)象，甚至可能會(huì)出現(xiàn)剪切破損的狀況。處在膨脹部位的煤巖體極有可能會(huì)出現(xiàn)斷裂、破碎等狀況。在煤層開采開發(fā)工作的開展進(jìn)程之中，煤層區(qū)底部的形態(tài)不停的產(chǎn)生著變化，與之相鄰的周邊的巖層也經(jīng)受到了不同力度上的影響，從而造成了裂縫帶的形成。此時(shí)，與煤層相鄰的周邊的煤層承受壓力的形態(tài)也產(chǎn)生了巨大的改變。以往狀態(tài)下需要承受整個(gè)上段地層的壓力，變換成為單一的承受著開采地層的壓力，煤層的自身質(zhì)量得到了極大程度上的減弱。在一定范疇之內(nèi)的煤層也出現(xiàn)了一定的形態(tài)變化，煤層壓力卸減地帶也逐步形成。在煤層卸壓帶與裂縫帶的雙重作用之下，煤層中的通風(fēng)狀況受到了明顯改變，煤層的透氣性也得到了極大增長，從而使得煤層下段中的瓦斯吸收分解動(dòng)態(tài)穩(wěn)定平衡逐步被破壞。并且，為煤層下段中的瓦斯向上涌動(dòng)提供了更加方便、便利的通道。

2 底抽巷瓦斯抽采技術(shù)應(yīng)用

2.1 某煤層項(xiàng)目概況

本研究聯(lián)合到了實(shí)際的煤礦開采項(xiàng)目，保障實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果更加科學(xué)有效。山西省是我國煤炭第一大省，此研究就是選取的處在山西省某個(gè)小鄉(xiāng)鎮(zhèn)的礦業(yè)。此煤田自東向西大約是5.5 km，自南向北大約是4 km，囊括了19.862 5 km3的范疇，低下礦物質(zhì)貯藏量為2.8億t，可以開發(fā)的礦產(chǎn)量大概為2.0億t，可以開展煤礦開采開發(fā)工作的煤層為2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、8號(hào)、9號(hào)。此工程項(xiàng)目將煤礦的開發(fā)施工分為了+760 m和+680 m兩個(gè)水平來開展工作，其中煤層2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)為上組煤，煤層6號(hào)、8號(hào)、9號(hào)為下組煤。在當(dāng)下的工作開展進(jìn)程之中，主要是對(duì)+760 m水平之中的2號(hào)號(hào)煤層展開煤礦開發(fā)工作，其他煤層暫時(shí)沒有開展煤礦開采開發(fā)工作。煤礦的礦井是屬于高瓦斯礦井的一種，此類礦井的瓦斯涌出量大概為每分鐘55.10 m3，二氧化碳的涌出量大概為每噸4.94 m3。此外，煤礦區(qū)之中的塵土具備著極大的爆炸隱患，煤層區(qū)2號(hào)的易燃易爆等級(jí)為Ⅱ級(jí)，正常狀態(tài)下的用水量為每小時(shí)20 m3，用水量最大不會(huì)超過每小時(shí)30 m3。

2.2 底抽巷瓦斯抽采技術(shù)應(yīng)用

把工作面3215作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，工作面3215大概處在三個(gè)采礦區(qū)的北面，東面的工作面的開采工作已經(jīng)大致完成，工作面3215是順著煤層區(qū)2號(hào)的煤層頂板逐步開展進(jìn)行的，煤層區(qū)2號(hào)的中心層區(qū)距離煤層區(qū)4號(hào)大概有3 m，煤層的厚度大致保持在1.7～3.0 m之間，煤層中的極大部分是中厚程度，具備極強(qiáng)的穩(wěn)定性，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)相對(duì)來說較為單一簡單，包含著一層夾矸，煤層之中的大部分地方區(qū)域都是符合煤礦開發(fā)施工規(guī)范條例的，煤層的傾斜角度大致在2°～10°之間；煤層傾斜面的長度大概為190 m，可以開發(fā)的煤礦貯存儲(chǔ)量為0.859 Mt，將所得的實(shí)驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)信息與煤礦實(shí)際的施工現(xiàn)場向聯(lián)合，現(xiàn)行測算計(jì)量出此煤礦工程中煤層的瓦斯涌出量為每分鐘40.3 m3。在工作面3215的實(shí)際施工開采進(jìn)程之中，順著毗鄰的煤層區(qū)6號(hào)挖掘推進(jìn)，在底抽巷設(shè)立安置鉆場，接著在鉆場內(nèi)部位置開展鉆孔工作，并在煤層區(qū)4號(hào)預(yù)先開展瓦斯抽取采集工作，煤層區(qū)6號(hào)總共挖掘推進(jìn)700 m。

3 底抽巷瓦斯抽采技術(shù)的應(yīng)用效果

3.1 底抽巷抽取開采

順著煤層區(qū)6號(hào)挖掘挺進(jìn)700 m，在工作面3215的前端安放設(shè)立一個(gè)瓦斯抽取采集安置點(diǎn)。在最初的瓦斯抽取開采進(jìn)程之中，不能遇見底抽巷。而隨著抽取開采深度的不停增長，逐步開采抽取到了底抽巷層之中，然后在煤層區(qū)6號(hào)之中每間隔60 m安放設(shè)立一個(gè)鉆場，并在每個(gè)鉆場之中鉆出10個(gè)鉆孔，保障瓦斯的預(yù)先抽取采集工作可以更加順利便捷地開展和推進(jìn)。

3.2 抽取開采成效

在底抽巷鉆孔工作沒有得到施工開展之前，瓦斯抽取采集的支管濃度大致在13%～17%之間，平均瓦斯抽取采集的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)量大概在每分鐘2～3 m3之間；在底抽巷鉆孔工作得到施工展開之后，鉆孔和工作面3215實(shí)現(xiàn)鏈接，瓦斯抽取采集支管的濃度會(huì)產(chǎn)生明顯的上升，支管的濃度范疇轉(zhuǎn)變?yōu)?0%～40%之間，平均過后的瓦斯抽取采集規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)量將會(huì)升高至每分鐘8.13～8.37 m3，瓦斯抽取采集量最大可能會(huì)達(dá)至每分鐘9.36 m3。針對(duì)單一鉆孔的瓦斯抽取采集濃度測算計(jì)量可以得出，單孔的瓦斯?jié)舛仍?0%～80%之間。由此可以發(fā)現(xiàn)，鉆孔鏈接對(duì)瓦斯?jié)舛裙芸赜兄诛@著的成效。

3.3 局部瓦斯的濃度變化

在底抽巷和工作面3215實(shí)現(xiàn)銜接聯(lián)系之后，兩個(gè)毗鄰的煤層區(qū)之中的瓦斯涌出量也將會(huì)實(shí)現(xiàn)明顯的管控治理成效，并且，底抽巷底板呈現(xiàn)的氣泡狀況也將不會(huì)再涌現(xiàn)，瓦斯的濃度也會(huì)逐步下調(diào)至2%上下，呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢。在煤層區(qū)4號(hào)之中曾經(jīng)留存的瓦斯噴涌、涌出量飆高的狀況也會(huì)得到顯著改變。在工作面3215之中，回風(fēng)巷以及采空區(qū)之中的瓦斯?jié)舛纫矔?huì)下調(diào)至0.5%，甚至更低，呈現(xiàn)出十分明顯的下降狀態(tài)，從而保障了工作面的安全穩(wěn)定以及良好的通風(fēng)狀況。使用成效顯著的穿層鉆孔的辦法，使工作面3215下部的煤層區(qū)之中的瓦斯會(huì)得到高效阻截，瓦斯抽取采集數(shù)量以及工作效率也會(huì)有著十分顯眼的增長。經(jīng)過試驗(yàn)研究以及數(shù)據(jù)計(jì)量測算之后可以發(fā)現(xiàn)，在底抽巷和工作面3215的鏈接工作完成之后，瓦斯的抽取采集量增長到了每分鐘16 m3上下，抽采率也增長至66%。在開展鉆孔工作的同時(shí)，對(duì)工作面3215下部的煤層區(qū)的瓦斯實(shí)時(shí)展開瓦斯預(yù)先抽取采集工作，能夠保障開采區(qū)的總瓦斯涌出量大大降低。

3.4 瓦斯抽取開采成效評(píng)判估算

在工作面3215的瓦斯抽取采集工作開展進(jìn)程之中，總共用時(shí)1 613 d，完成了針對(duì)上下煤層區(qū)開展的瓦斯預(yù)先抽取采集工作。采用了底抽巷和其他辦法相聯(lián)合的工作形式，使得工作面3215之中的煤層區(qū)2號(hào)的參與量極值達(dá)到了每噸3.15 m3，最高殘壓值達(dá)到了0.27 MPa，保障了每個(gè)測算點(diǎn)之中的殘壓值都符合了設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，最后可以得出，工作面3215的瓦斯預(yù)先抽取采集成效符合有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

本研究以處在山西省某個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)之中的煤區(qū)為例，對(duì)煤區(qū)的工作面3215之中采用的底抽巷抽采技術(shù)展開研究和探討，針對(duì)其抽采技術(shù)及成效展開深入的探析和整理，可以得出，底抽巷抽采技術(shù)的引入可以使得煤層區(qū)4號(hào)的瓦斯涌出量大大減少，工作面3215的安全程度大大增長，從而保障了煤業(yè)的生產(chǎn)開采更加安全穩(wěn)定。