司马矿3#层1207运巷瓦斯抽放技术研究

王志璠

（潞安集团司马煤业公司，山西 长治 047105）

瓦斯抽放是降低采掘工作面煤层瓦斯含量，消除煤层瓦斯突出危险性的重要技术手段。目前我国高瓦斯或具有煤与瓦斯突出危险性矿井主要采取的瓦斯抽放方法有本煤层抽放法、邻近煤层抽放法以及采空区抽放法，由于矿井地质条件及施工条件不同，所以采掘煤层在进行瓦斯抽放前必须根据工作面煤层瓦斯赋存条件、实际煤矿生产情况合理选择瓦斯抽放方法。本文以司马矿1207运巷为对象，分析了巷道掘进期间原瓦斯抽放方法及存在的问题，研究提出并实施底抽巷瓦斯抽放方案，确保了巷道安全快速施工。

1 概 述

潞安集团司马煤业公司位于山西省长治市西南部，矿井设计生产能力为3.0Mt/a，井田面积为9.118km2，经鉴定司马矿瓦斯绝对涌出量为49.8m3/min，瓦斯相对涌出量为 28m3/t，为煤与瓦斯突出矿井，目前矿井回采一水平3#煤层，煤层平均厚度为7.0m。

1207运巷为矿井二采区南翼为1207工作面进风大巷，巷道设计长度1600m，巷道设计断面规格为宽×高=5.2×3.6m，巷道北部为采区大巷，分别为二采区集中回风巷、二采区集中轨道巷、二采区集中胶带巷，东部为1206工作面采空区，南部为实煤区，西部为1208工作面。工作面直接顶为泥岩与粗粒砂岩混合层，平均厚度为6.1m，基本顶为细粒砂岩，平均厚度为8.9m；煤层底板主要以泥岩及粉砂岩为主，厚度为9m。巷道施工初期已掘进470m。

根据司马矿抽采队对1207运巷煤层瓦斯检测发现，工作面煤层原始瓦斯含量为18.2m3/t，瓦斯压力为4.7MPa，煤层透气系数为0.63m2/MPa2，掘进煤层具有煤与瓦斯突出危险性。

2 1207运巷前期瓦斯抽放设计及存在问题

2.1 前期掘进阶段瓦斯抽放设计

为了消除掘进煤层瓦斯突出危险性，保证巷道安全高效掘进，司马矿抽采队对1207运巷前期掘进阶段采用本煤层边抽边掘法进行3#煤层瓦斯预抽。巷道每掘进50m施工一组瓦斯抽放钻孔，每组4个且成水平布置，钻孔施工在距巷道顶板2.0m处，钻孔深度为50m，钻孔施工完后采用型号为ZWY-25/45移动式瓦斯抽放泵站进行瓦斯预抽，每组钻孔抽放时间为5d。

2.2 存在的问题

（1）司马矿3#煤层为石炭系煤层，煤层发育不稳定且煤层瓦斯压力较大，采用本煤层钻孔瓦斯抽放时，钻孔施工难度大，钻孔施工期间经常出现喷孔、顶钻、钻孔塌陷现象。据统计前期钻孔施工期间共计发生四起钻孔顶钻伤人事故。

（2）每组钻孔施工完后预抽时间短，掘进煤层瓦斯抽放效果差，根据抽采队对前期瓦斯抽放效果检测发现，每组钻孔平均瓦斯抽放率仅为24.7%，瓦斯抽放后在掘进过程中经常出现工作面瓦斯超限断电现象。

（3）采用本煤层边抽边掘法进行瓦斯预抽时，抽放钻孔施工及瓦斯抽放过程中巷道无法继续掘进，巷道每掘进50m需停掘5d，而1207运巷设计长度为1600m，需进行30次瓦斯抽放，整个巷道停产天数为150d，从而严重制约了巷道快速掘进。

3 底抽巷瓦斯抽放技术研究应用

3.1 底抽巷瓦斯抽放技术

为了解决本煤层边抽边掘瓦斯预抽法存在的问题，研究决定对1207运巷后期掘进采用底抽巷瓦斯抽放技术。

（1）1207底抽巷从二采区集中回风巷以10°俯角掘进施工，当底抽巷掘进至3#煤层底板9m处开始平行掘进，巷道掘进长度为1600m，巷道断面规格为宽×高=3.5×3.0m。

（2）为了确保一条底抽巷能用于多条掘进巷道瓦斯预抽，1207底抽巷施工位置与1207运巷垂距9m，水平距25m处。

（3）当1207底抽巷施工完后开始对1207运巷掘进煤层进行瓦斯预抽，瓦斯抽放钻孔施工在底抽巷巷帮上，距巷道顶板2.0m处依次施工四个钻孔，钻孔间距为0.4m，巷道每隔30m施工一组抽放钻孔，钻孔深度为45m，孔径为75mm，底抽巷瓦斯抽放钻孔控制预抽巷轮廓线外不得小于8m，如图1所示。

图1 司马矿1207底抽巷穿层瓦斯抽放剖面示意图

（4）瓦斯钻孔施工完后采用聚氨脂结合水泥浆进行封孔，封孔长度不得低于10m,在瓦斯抽放期间应定期对钻孔封孔质量进行检查，确保瓦斯抽放效果。

（5）为提高煤层瓦斯抽放效率，司马矿在1207底抽巷采用型号为ZWY-42/75移动泵站系统进行瓦斯预抽，每组钻孔抽放时间不得低于30d。

3.2 底抽巷瓦斯抽放效果分析

（1）在底抽巷进行瓦斯抽放钻孔施工时，钻孔未出现塌陷、顶钻现象，既保证了钻孔施工质量，提高了瓦斯抽放效率，又保证了钻孔施工安全。

（2）采用底抽巷进行3#煤层瓦斯预抽时不影响巷道正常掘进，与原来边抽边掘煤层瓦斯抽放技术相比大大提高了巷道掘进效率，保证了巷道施工安全。

（3）通过司马矿抽采队对底抽巷瓦斯抽放效率检测发现，每组钻孔平均瓦斯抽放量为2.43万m3/月，瓦斯抽放率达46%，瓦斯抽放后巷道在后期掘进过程中未出现一次瓦斯超限断电现象，工作面瓦斯浓度控制0.5%以下，取得了显著瓦斯抽放效果。

4 结束语

煤层巷道掘进消突是一项技术难题，针对1207运巷先期掘进施工瓦斯治理存在问题，根据实测技术资料，认真分析巷道先期掘进期间瓦斯抽放技术存在不足和问题，研究提出了底抽巷穿层瓦斯抽放技术，实践证明1207运巷采用底抽巷瓦斯抽放技术后，解决了原来边抽边掘煤层瓦斯抽放技术存在的问题，大大提高了掘进煤层瓦斯抽放效率，保证了巷道安全高效施工。