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摘要：為減少礦井和采區瓦斯涌出量杜絕瓦斯事故，對陽煤集團景福煤礦15號煤層進行了瓦斯濃度測定、預抽煤層的瓦斯鉆孔量、煤層抽采工藝等進行了嚴格的設計，把所有煤層瓦斯壓力降至0.74MPa，達到了瓦斯抽采效果，滿足了瓦斯抽放系統的設計要求。
關鍵詞：瓦斯；抽放；設計
0引言
壽陽景福煤業有限公司井田處于沁水煤田東山礦區東南，井田總面積是9.564平方公里，煤炭資源儲量4420萬噸，年生產能力達90萬噸，主采煤層僅6號、15號兩個煤層，煤質屬于低磷貧煤。景福煤礦通過對礦井15#煤層測定，測定結論為15#煤層瓦斯壓力最大值0.46MPa，瓦斯含量7.46m3/t，絕對瓦斯涌出量為63.96mm3/min，相對瓦斯涌出量為43.92mm3/t，認定為高瓦斯礦井[1]。因此做好綜合治理瓦斯工作極其重要。瓦斯抽放作為瓦斯治理的重要手段，對瓦斯治理起到至關重要的作用。為保證煤礦安全生產，景福公司對采掘工作面進行瓦斯抽放系統進行設計。
1瓦斯濃度確定
景福公司新區礦井共有兩套瓦斯抽采系統，分為高、低負壓系統。抽采本煤層瓦斯的是高負壓系統，抽采回采工作面鄰近層瓦斯的屬于低負壓系統。地面瓦斯泵站共有4臺瓦斯泵抽采瓦斯，用于抽采本煤層瓦斯的2臺2BEC72型水環真空泵（額定流量為610m3/min）一抽一備；1臺2BEC80型水環真空泵（額定流量每分鐘705立方米）、1臺ZR7-750WP型濕式羅茨泵（額定流量每分鐘577立方米）抽采鄰近層瓦斯，一抽一備。本煤層抽采系統沿回風立井、回風石門鋪設主管直徑為ϕ820×7mm螺旋焊管；沿15號煤回風大巷鋪設干管直徑是ϕ630×6mm的螺旋焊管，沿采掘工作面進、回風順槽鋪設直徑ϕ377×3mm的螺旋焊管支管。沿回風立井、回風石門鋪設鄰近層抽采系統，主管為直徑ϕ820×7mm的螺旋焊管；沿高抽回風巷鋪設干管直徑是ϕ630×6mm螺旋焊管，沿相鄰采掘工作面進風順槽鋪設直徑ϕ530×6mm的螺旋焊管支管。根據對本礦井對15#煤層抽采數據實測，確定瓦斯管路內的瓦斯濃度為：鄰近煤層瓦斯抽放濃度是9%～15%；因封孔長度、管路連接質量、鉆孔瓦斯抽放管路濃度和抽采孔的封孔質量等多種因素的影響，本煤層瓦斯抽放濃度是8%～15%[2]。
2預抽煤層的瓦斯鉆孔量
2.1預抽煤層瓦斯鉆孔量
運行達到礦井設計年生產能力90萬噸，移交生產時，工作面準備回采前，進、回風順槽需要布置預抽瓦斯鉆孔共計1810個，總長度達181000m；工作面進、回風順槽掘進期間需要布置預抽瓦斯共鉆孔360個，總長度43200m?；夭杉熬蜻M工作面預抽瓦斯共布置鉆孔2170個，總長度224200m。
2.2每噸煤炭的鉆孔量
工作面移交生產時的煤炭采出量是：工作面煤炭采出量A單位為t；根據陽煤集團對噸煤鉆孔量規范要求即噸煤鉆孔進尺不得小于0.1m/t，計算比較224200/1811228=0.12m/t，滿足設計要求。
3煤層抽采工藝
3.1鉆孔參數
（1）鉆孔直徑現實經驗得出小直徑鉆孔效果比大直徑鉆孔瓦斯抽放效果較差，斟酌本礦井的煤層與瓦斯現狀，選用直徑為125mm的鉆孔作為回采工作面和掘進工作面鉆孔直徑。（2）鉆孔長度及間距工作面長度為180m，本煤層采用順層平行對打抽采鉆孔進行預抽，每個鉆孔設計深度100m，中間對應重疊部位20m，根據抽放半徑測定報告，鉆孔布置間距為停采線至1072m處，鉆孔間距3m，1072m處至切巷，間距為1.5m[4]。鄰近層鉆孔在相鄰工作面的進風順槽施工穿層鉆孔，鉆孔布置間距為10m，深度為80m。
3.2鉆機及附屬設備
（1）鉆機鉆機的型號及臺數是：配備履帶ZDY4500LXY型鉆機2臺、ZDY3200型鉆機4臺，ZDY1300型鉆機2臺、ZLJ2350(A)鉆機1臺，共計9臺。（2）鉆桿鉆桿在運動中受扭力與壓力的綜合作用，必須要堅固耐用，鉆桿選用材質較好的直徑73mm×1m刻槽鉆桿。（3）鉆頭的選擇根據煤巖層的硬度，景福礦施工本煤層順層鉆孔，鉆頭選用直徑118mm，四翼平頂復合片鉆頭；施工鄰近層穿層鉆孔，鉆頭選用直徑113mm與150mm四翼平頂復合片鉆頭。
3.3封孔
本煤層材料、工藝與封孔方式（1）封孔方式因封孔質量影響著整個抽放系統的效果，進而影響瓦斯抽放濃度、孔口負壓。所以封孔質量必須達到密封性好、操作快、封孔迅速和價格低廉的要求。經過多次試驗，本煤層封孔采用“三堵一注”囊袋式封孔；鄰近層封孔采用“兩堵一注”聚氨酯封孔。本煤層封孔深度位于距孔口8～16m處，封孔段長度為8m，利用BFK-12/2.4型封孔泵，注漿封孔，可以有效提高本煤層封孔質量，達到了較好的效果。鄰近層封孔采用“兩堵一注”聚氨酯封孔，封孔深度位于距孔口2~10m處，封孔段長度為8m，利用BFK-12/2.4型封孔泵，注漿封孔。（2）封孔材料為達到較好的封孔質量，封孔材料選擇也非常重要，本煤層封孔采用“三堵一注”囊袋式封孔；鄰近層封孔采用“兩堵一注”聚氨酯封孔。
3.4鉆孔與瓦斯管路連接
每個鉆孔加設控制球閥，單孔觀測嘴，實現單孔控制與觀測。每8～10個鉆孔為一組，設置一套集氣裝置和流量、負壓、濃度觀測裝置，鉆孔之間采用直徑51mm的高壓膠管連接，連接于支管，集氣裝置具有放水功能。
3.5抽采工藝
將施工完成的抽采鉆孔，連接到抽采管路進行抽采。在抽采過程中對鉆孔抽采參數實時監測，根據監測情況對鉆孔抽采狀態調整。回采工作面孔口的抽采負壓暫定為18000Pa，掘進工作面孔口的抽采負壓暫定為14000Pa。
3.6掘進工作面瓦斯防治，瓦斯抽采采取的方式方法
掘進面抽采可采用正前鉆孔或雙巷采用短臂鉆孔預抽未掘區域內瓦斯。
3.6.1單巷掘進抽采鉆孔設計
掘進工作面執行正前鉆孔預抽措施，即正前施工9個鉆孔預抽措施（見圖1）。工作面掘進前，在巷道開口處雙排施工9個預抽鉆孔，孔間距1m，設計深度120m，鉆孔直徑125mm，排間距0.7m。第一排距底板1.7m，共5個鉆孔，兩側角度孔9°、6°，第二排距底板2.4m。
3.6.2雙巷掘進抽采鉆孔設計
雙巷掘進巷道要求正巷超前副巷距離不低于150m。正巷掘進掌頭預抽鉆孔設計同單巷掘進抽采鉆孔設計，副巷瓦斯采用由正巷向副巷施工短臂預抽鉆孔的方法來解決，具體設計為：鉆孔深度35m，距巷道底板1.7m，鉆孔直徑125mm，間距3m。煤層封孔方法：封孔采用“三堵一注”囊袋式封孔，封孔深度為8～16m；允許掘進距離：施工9個鉆孔中最淺鉆孔減去20m，保留20m超前距。
3.6.3單巷、雙巷掘進前要求
鉆孔施工完畢后將鉆孔接入抽采系統，預抽1天后在掘進掌頭進行瓦斯含量測定，高于8m3/t時，繼續預抽，每隔1天測定一次瓦斯含量；當瓦斯含量低于8m3/t時，停止掘進預抽，恢復掘進。預抽鉆孔允許掘進距離：單巷掘進設計鉆孔深度120m，允許掘進100m，預留超前距20m，在實際鉆孔施工情況，可按照9個預抽鉆孔中最淺鉆孔減去20m后的長度作為允許掘進距離來掌握；雙巷掘進在巷道距鉆孔20m時，可拆除正巷短臂預抽鉆孔。根據實際測量數據，掘進工作面每百米瓦斯量抽采為0.032～0.05m3/min，平均單孔抽采瓦斯濃度為15%～30%[5]。
4煤巷掘進工作面瓦斯抽放效果評價
景福公司新區15號煤層采掘作業前，嚴格把控制范圍內煤層的瓦斯含量，必須把所有煤層瓦斯壓力降至0.74MPa，瓦斯含量必須降至8m3/t以下。瓦斯控制范圍是：煤巷掘進工作面巷道輪廓線外15m以上與工作面前方20m以上，采煤工作面控制在前方20m以上。預抽煤層瓦斯后，對預抽煤層瓦斯防突效果檢驗，檢驗方法按《防治煤與瓦斯突出細則》規定的方法進行檢測，瓦斯含量降低至7m3/t以下，瓦斯壓力低于0.7MPa，抽采效果達標。
5結語
總之，瓦斯抽采設計符合礦井實際情況，切實做到先抽后采，應抽盡抽，抽采達標，為綜合治理瓦斯發揮了重要作用，保證礦井安全生產。
參考文獻：
［1］王素斌.淺析景福公司的瓦斯綜合治理技術［J］.山東煤炭科技，2017（05）：101.
［2］曲宏偉.桃山煤礦采煤工作面瓦斯綜合抽放技術研究［J］.山西焦煤科技，2011（05）：46.
［3］杜子健.成莊礦順層鉆孔預抽煤層瓦斯的合理鉆孔參數試驗［J］.礦業安全與環保，2006（05）：5-6.
［4］王京生，賈泉敏，劉豐韜，等.本煤層瓦斯預抽采工藝改進研究［J］.現代礦業，2013（05）：105-106.
［5］單志，韓劍.突出煤層雙巷快速掘進瓦斯綜合治理技術研究［J］.能源技術與管理，2015，40（5）：41-43.
作者:張勇崗 單位:陽煤集團二礦通風工區