谢桥矿11416工作面瓦斯治理方案优化

谢桥矿11416工作面瓦斯治理方案优化

张振雷

淮南矿业（集团）有限责任公司地质勘探工程处谢桥钻机工区，安徽淮南232000

摘要：谢桥矿11416工作面为矿井2017年重点接替工作面，瓦斯治理方案的选择决定工作面的投产周期。如何从技术经济一体化方面综合考虑工作面瓦斯治理方案，优化巷道布置，是治理方案选择的关键。前期通过涌出量类比法及分源法预计工作面日产6000t时，瓦斯涌出量在25m3/min，且相邻工作面回采过程中临近煤层4煤瓦斯涌出量比例在25%以上，因此必须施工工作面对应卸压区范围内的4煤、5煤钻孔，用以治理4煤、5煤瓦斯。如何选择钻孔施工地点是问题的关键，常规方案通过在工作面中部施工底抽巷，用以钻孔施工。但11416工作面存在四邻巷道，存在选择性。通过方案对比分析，得出最佳瓦斯治理方案，为矿井采掘接替在时间上把握先机。

关键词：底抽巷;临近层;方案;涌出量;钻孔

111416工作面基本情况

11416工作面位于东一B组（8～6煤）下山采区四阶段，西起东一B组（8～6煤）下山采区系统保护煤柱，东至东二采区西侧保护煤柱线，北邻11316工作面下顺槽，南至21116工作面上顺槽。上下相邻工作面都已回采完毕。上覆8煤、下伏4-2煤均未采掘。工作面上、下顺槽长度1700m，工作面可采走向长1640m，面长234m，工作面标高为-648m～-708m，处于6煤层突出煤层无突出危险区。

2工作面瓦斯情况

11416工作面为孤岛工作面，相邻上阶段11316工作面及下阶段21116工作面均已回采完毕。11316工作面布置有底抽巷，通过底抽巷施工4煤卸压钻孔，抽采卸压瓦斯，实测该面对应4煤平均原始瓦斯含量3.5m3/t；21116工作面同样布置有4煤底抽巷，通过底抽巷施工4煤卸压钻孔，抽采卸压瓦斯，实测该面对应4煤平均原始瓦斯含量4.0m3/t。因此预计11416工作面对应4煤原始瓦斯含量在3.5m3/t~4.0m3/t。通过上、下阶段6煤瓦斯含量预计6煤原始瓦斯含量在3.5m3/t至5.0m3/t。

3瓦斯治理方式选择

3.1瓦斯涌出量预计

通过类比法及分源法预计11416工作面，平均日产在6000t时，绝对涌出量25m3/min，相对瓦斯涌出量为5.9m3/t。

3.2相邻区段瓦斯治理方案选择

相邻上阶段11316工作面采取上、下顺槽顺层钻孔、底抽巷施工4煤卸压钻孔、上隅角埋管及风排治理工作面瓦斯。

相邻下阶段21116工作面采取上、下顺槽顺层钻孔、底抽巷施工4煤、5煤卸压钻孔、高抽巷施工8煤卸压钻孔及风排治理工作面瓦斯。

11316工作面及21116工作面回采过程中底抽巷4煤卸压瓦斯涌出量在4m3/min至6m3/min，所占工作面总涌出量比例在25%以上。

3.3瓦斯治理方式选择

通过预计11416工作面瓦斯涌出量及相邻区段瓦斯治理方式分析该工作面采取高抽巷、底抽巷、顺层钻孔、上隅角埋管及风排治理瓦斯。

4底抽巷方案选择

4.1方案一

因对应6煤位于无突出危险区，无需采取底抽巷施工条带预抽钻孔掩护。故底抽巷设计位于工作面中部（具体位置如图1）。结合矿井B组煤瓦斯治理方案，6煤底抽巷需布置在距离4煤底板法距20m位置。通过周边四邻巷道层位分析，底抽巷设计长度2192.252m，底抽巷西段需从二水平东翼B4煤层底板矸石胶带机上山拨门施工，东段需从二水平东翼B组采区中部4煤层底板轨道上山拨门施工。

4.2方案二

通过11416工作面四邻巷道普查，-720m东翼4煤底板巷道巷位于4煤底板法距20m左右，外错上顺槽19m~40m，巷道功能为矿井东一采区至东二采区主要轨道运输巷，可兼做底抽巷使用

5方案分析及对比

5.1方案一

5.1.1底抽巷设计长度

在对应工作面中部施工底抽巷。因东、西段拨门均位于二水平系统巷道内，外延段施工长度长，统计西段拨门点至需打钻卸压地点约400m，东段拨门点至需打钻卸压地点约130m。故底抽巷实际利用长度仅为1662m。

5.1.2底抽巷卸压钻孔工程量

底抽巷卸压钻孔按36m×36m布置，具体设计平剖面图见下图3。预计钻孔工程量在2.7万m。

5.2方案二

5.2.1底抽巷设计长度因-720m东翼4煤底板巷兼做底抽巷使用，故底抽巷设计长度为0m。

5.2.2底抽巷卸压钻孔工程量

底抽巷卸压钻孔按36m×36m布置，工作面下段剩余卸压钻孔，利用工作面6煤顺槽施工下向4煤钻孔，进行卸压至采空区，再利用顶抽巷及上隅角抽采方式进行治理，合计钻孔工程量在2.9万m。

5.3方案对比

底抽巷投入方面：方案二较方案一节省2192m底抽巷巷道，按目前每m岩巷进尺在1万元，综合节省工程费用2192万元。

瓦斯治理钻孔投入方面：方案一较方案二节省钻孔施工工程量0.2万m，按目前每m钻孔单价120m，综合节省工程费用24万元。

一巷三用方面：第一用-720m东翼4煤底板轨道巷为矿井东一采区至东二采区主要轨道运输巷，用作运输使用。第二用-720m东翼4煤底板轨道巷用作探放11316工作面下顺槽积水使用，针对积水线仅需施工3轮共9个放水孔，另需在11416上顺槽掘进期间再施工3轮共6个验证孔即可。无需在11416上顺槽掘进期间施工探放水钻孔，预计单纯在11416上顺槽施工探放水孔需施工12轮36个放水孔。影响上顺槽单进。第三用兼做工作面瓦斯治理巷道使用。

人力费用方面：按单队施工，每月单进120m计算，预计需18个月施工到位，单班人数约65人，平均单月人工费用约1.0万m，需人工费用约1170万元。

6结论

通过预计工作面瓦斯涌出量，分析工作面必须布置一面四巷，用于治理工作面瓦斯使用。在底抽巷选择方面，通过方案对比分析，综合选择-720m东翼4煤轨道巷兼做11416工作面底抽巷使用，节省工程及人力费用共计约3338万元，在一巷多用方面，充分利用现有巷道达到了技术经济一体化的目的；另外还可以优化了工作面瓦斯治理方案。实践证明，该项方案切实可行，值得在类似条件下的煤矿参考。