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[摘 要]瓦斯是影响和制约采煤工作面安全、快速回采的主要因素，本文通过结合常村煤矿S3-9工作面的地质情况，通过采用本煤体钻孔抽放方法进行治理，有效地解决了各种瓦斯超限问题，对矿井的安全生产意义重大。
[关键词]高瓦斯；综采工作面；综合治理
中图分陈类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0344-01
一、S3-9工作面概况
常村煤矿S3-9工作面工作面走向长1840米，倾向长212米，煤层平均厚度5.92米，含夹矸一层，平均厚度0.24m。工作面煤尘具有爆炸性危险，不易自燃，瓦斯相对涌出量为8.0m3/t，绝对涌出量为4.0m3/min。现皮顺巷道采用高强高预应力可变形让压锚杆+锚索+W钢带组合支护，巷道断面呈矩形，巷道净宽4.5m，净高3.2m，净断面14.4m2。
二、抽采基础参数
1、工作面瓦斯储量
指工作面在回采过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层赋存的瓦斯总量。工作面瓦斯相对涌出量为8.0m3/t，工作面瓦斯储量约2600万方。
2、工作面预抽瓦斯量
根据《矿井瓦斯抽放管理规范》，预抽煤层回采面抽出率不小于25%。该工作面预抽瓦斯量670万方。
3、预抽煤层瓦斯钻孔量
根据《矿井瓦斯抽放管理规范》，较难抽放预抽煤层瓦斯钻孔量大于0.03m/t。该工作面煤层属较难抽放煤层，预抽瓦斯钻孔量应大于100000米。
三、抽采方法与采前预抽煤钻孔设计
该工作面采用本煤体钻孔法抽放。即掘进巷道过程中煤钻孔边掘边抽，巷道完成后煤钻孔采前预抽，回采过程中本煤体煤钻孔边采边抽及卸压层岩钻孔瓦斯抽放。
1、钻孔设计长度确定
根据钻孔覆盖工作面全部煤体的要求，方案一：在S3-9皮顺向轨顺施工长钻孔，钻孔设计长度182米。方案二：如因施工钻孔过程中，煤体成孔困难，达不到设计要求，变更为在S3-9皮轨顺对打施工，钻孔设计长度95米。
2、煤钻孔间距确定
根据预抽瓦斯钻孔量应大于100000米，钻孔间距确定为3.5米。
综采面煤钻孔进尺按如下公式估算，并以此推算出钻孔间距：
L采=（L走-100）/H采*（L倾-30）*K1*K2，即100000=（1840-100）/H采×（212-30）×0.75×1 ，经计算得H采 =3.5.
式中：L采—综采面钻孔进尺，m；L走—综采面走向长度，m；H采—钻孔间距；L倾—综采面倾向长度，m；K1—公司要求成孔率0.75；K2—地质条件变化调节系数0.8～1.0。
3、煤钻孔布置方式及角度确定
分成上下两层钻孔，层间距大于等于0.5米，且上下两层分别以不同形式布孔，以求最大限度地控制整个煤体。钻孔垂直角度根据地测科提高的图纸确定，并在实际施工中进行适当调整。要求下层钻孔控制采高0-3米，下层钻孔控制采高3-6米。钻孔水平角度根据终孔位置确定，要求下层钻孔终点落在走向的1/3处，下层钻孔终点落在走向的2/3处。
4、煤钻孔施工范围及孔径确定
工作面停采线至距切眼15米处为煤钻孔施工区域。根据公司要求，煤钻孔孔径不得小于94mm，且尽量施工大孔径钻孔。
5、预抽时间确定
根据工作面预抽瓦斯量670万方，该面预抽时间为358天（约12个月）。
综采面煤钻孔抽采量按如下公式估算，并以此推算该面预抽时间：
Q煤=L煤/60*K1*1400*D*K2，即6700000=100000/60×0.01×1400×D×0.8，经计算得，D=358天。
式中：Q煤—年抽采瓦斯量，m3；L煤—抽采煤钻孔长度，m；K1—60米钻孔平均每分钟抽采瓦斯量，吨煤瓦斯含量大于等于5m3，取0.01；小于5m3，取0.005；D—抽采天数；K2—调节系数，0.8～1.0，综合抽采取1.0，边采边抽取0.9，采前预抽取0.8。
四、卸压层岩钻孔设计
为了降低回风隅角瓦斯对生产的制约，根据N1-4、N1-2卸压层岩钻孔抽放瓦斯经验，进行如下计算。
（1）在岩石钻孔进尺按如下公式估算：
L岩=（L巷-200）/H*N*L设*K1*K2=（1840-200）/60×4×80×1.0×1.0=8640m
式中：L岩—综采面钻孔进尺，m；L巷—综采面走向长度，m；H—钻场间距，取60m；N—钻场钻孔个数，取3～6个；L设—钻孔设计长度，取70m；K1—公司要求成孔率0.75-1.0；K2—地质条件变化调节系数0.8～1.0。
（2）综采面煤钻孔抽采量按如下公式估算：Q煤=L煤/60*K1*1400*D*K2L煤=L采/M*N=79170/60×0.01×1400×150×0.8=2216760
式中：Q煤—年抽采瓦斯量，m3；L煤—抽采煤钻孔长度，m；K1—60米钻孔平均每分钟抽采瓦斯量，吨煤瓦斯含量大于等于5m3，取0.01；小于5m3，取0.005；D—抽采天数；K2—调节系数，0.8～1.0，综合抽采取1.0，边采边抽取0.9，采前预抽取0.8；M—采煤周期，月；N—剩余月份。
（3）采面年瓦斯抽采率按如下公式估算：
K=Q累/Q储*K可；Q储=L走*L倾*H厚*1.45*Q含
式中：K—年瓦斯抽采率；L走—采面走向长度，m；Q累—累计抽采瓦斯量L倾—采面倾向长度，m；Q储—采面瓦斯储量；H厚—采面平均煤厚，m；K可—可抽瓦斯系数；Q含—吨煤瓦斯含量，m3/t。
（4）综采面岩钻孔年抽采量按如下公式估算：Q岩=L长/60*K1*1400*D*K2L长=L岩/M*N
式中：Q岩—年抽采斯量，m3；L长┄—岩石钻孔长度，m；K1—60米钻孔平均每分钟抽采瓦斯量，吨煤瓦斯含量大于等于5m3，取0.05；小于5m3，取0.03；D—抽采天数；K2—调节系数，取0.8；M—采煤周期，月；N—剩余月份。
五、抽采管路设计
1、顺槽瓦斯抽放支管管径确定
取最大抽放瓦斯量8m3/min，抽放浓度按15%计算，则管内气体混合流量53m3/min，顺槽瓦斯抽放支管管径不得小于300mm。管路终端距工作面不得超过100米。
管路直径D采用下式计算：D=（（4QC）/（60лv））1/2QC=最大抽放瓦斯量/抽放浓度
式中：D—瓦斯管内径，m；QC—管内气体混合流量，m3/min；v—管内气体经济合理平均流速，取5～15m/s，一般取12m/s。
2、钻孔瓦斯抽放管管径确定
取最大抽放瓦斯量0.4m3/min，抽放浓度按80%计算，则管内气体混合流量0.5m3/min，钻孔瓦斯抽放管管径不得小于25mm。
六、结束语
S3-9皮顺巷随着瓦斯抽放钻孔的增加，抽放纯量由2m3/min上升至3.5m3/min，回风口瓦斯浓度由0.5%下降至0.35%，风排瓦斯量由3.5m3/min下降至2.5m3/min。经过现场实践发现，虽然常村矿3#煤层难于抽放，但在高瓦斯区域，瓦斯抽放将起到决定性的作用。加强高瓦斯区域瓦斯抽放，将会有力地保证工作面以后的安全、高效生产。此外，瓦斯综合治理工作需要全员参与，从思想上要高度重视，一旦发现瓦斯浓度超限报警要及时撤离，且及时采取措施进行处理。
参考文献
[1]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京：煤炭工业出版社，2010.
[2]煤矿瓦斯综合治理技术手册[M].长春：吉林音像出版社，2009.
作者简介
毕海鹏（1975），男，大专，山西省高平市，助理工程师，现就职于山西寿阳潞阳瑞龙煤业有限公司，主要从事一通三防管理方面的工作。
[关键词]高瓦斯；综采工作面；综合治理
中图分陈类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0344-01
一、S3-9工作面概况
常村煤矿S3-9工作面工作面走向长1840米，倾向长212米，煤层平均厚度5.92米，含夹矸一层，平均厚度0.24m。工作面煤尘具有爆炸性危险，不易自燃，瓦斯相对涌出量为8.0m3/t，绝对涌出量为4.0m3/min。现皮顺巷道采用高强高预应力可变形让压锚杆+锚索+W钢带组合支护，巷道断面呈矩形，巷道净宽4.5m，净高3.2m，净断面14.4m2。
二、抽采基础参数
1、工作面瓦斯储量
指工作面在回采过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层赋存的瓦斯总量。工作面瓦斯相对涌出量为8.0m3/t，工作面瓦斯储量约2600万方。
2、工作面预抽瓦斯量
根据《矿井瓦斯抽放管理规范》，预抽煤层回采面抽出率不小于25%。该工作面预抽瓦斯量670万方。
3、预抽煤层瓦斯钻孔量
根据《矿井瓦斯抽放管理规范》，较难抽放预抽煤层瓦斯钻孔量大于0.03m/t。该工作面煤层属较难抽放煤层，预抽瓦斯钻孔量应大于100000米。
三、抽采方法与采前预抽煤钻孔设计
该工作面采用本煤体钻孔法抽放。即掘进巷道过程中煤钻孔边掘边抽，巷道完成后煤钻孔采前预抽，回采过程中本煤体煤钻孔边采边抽及卸压层岩钻孔瓦斯抽放。
1、钻孔设计长度确定
根据钻孔覆盖工作面全部煤体的要求，方案一：在S3-9皮顺向轨顺施工长钻孔，钻孔设计长度182米。方案二：如因施工钻孔过程中，煤体成孔困难，达不到设计要求，变更为在S3-9皮轨顺对打施工，钻孔设计长度95米。
2、煤钻孔间距确定
根据预抽瓦斯钻孔量应大于100000米，钻孔间距确定为3.5米。
综采面煤钻孔进尺按如下公式估算，并以此推算出钻孔间距：
L采=（L走-100）/H采*（L倾-30）*K1*K2，即100000=（1840-100）/H采×（212-30）×0.75×1 ，经计算得H采 =3.5.
式中：L采—综采面钻孔进尺，m；L走—综采面走向长度，m；H采—钻孔间距；L倾—综采面倾向长度，m；K1—公司要求成孔率0.75；K2—地质条件变化调节系数0.8～1.0。
3、煤钻孔布置方式及角度确定
分成上下两层钻孔，层间距大于等于0.5米，且上下两层分别以不同形式布孔，以求最大限度地控制整个煤体。钻孔垂直角度根据地测科提高的图纸确定，并在实际施工中进行适当调整。要求下层钻孔控制采高0-3米，下层钻孔控制采高3-6米。钻孔水平角度根据终孔位置确定，要求下层钻孔终点落在走向的1/3处，下层钻孔终点落在走向的2/3处。
4、煤钻孔施工范围及孔径确定
工作面停采线至距切眼15米处为煤钻孔施工区域。根据公司要求，煤钻孔孔径不得小于94mm，且尽量施工大孔径钻孔。
5、预抽时间确定
根据工作面预抽瓦斯量670万方，该面预抽时间为358天（约12个月）。
综采面煤钻孔抽采量按如下公式估算，并以此推算该面预抽时间：
Q煤=L煤/60*K1*1400*D*K2，即6700000=100000/60×0.01×1400×D×0.8，经计算得，D=358天。
式中：Q煤—年抽采瓦斯量，m3；L煤—抽采煤钻孔长度，m；K1—60米钻孔平均每分钟抽采瓦斯量，吨煤瓦斯含量大于等于5m3，取0.01；小于5m3，取0.005；D—抽采天数；K2—调节系数，0.8～1.0，综合抽采取1.0，边采边抽取0.9，采前预抽取0.8。
四、卸压层岩钻孔设计
为了降低回风隅角瓦斯对生产的制约，根据N1-4、N1-2卸压层岩钻孔抽放瓦斯经验，进行如下计算。
（1）在岩石钻孔进尺按如下公式估算：
L岩=（L巷-200）/H*N*L设*K1*K2=（1840-200）/60×4×80×1.0×1.0=8640m
式中：L岩—综采面钻孔进尺，m；L巷—综采面走向长度，m；H—钻场间距，取60m；N—钻场钻孔个数，取3～6个；L设—钻孔设计长度，取70m；K1—公司要求成孔率0.75-1.0；K2—地质条件变化调节系数0.8～1.0。
（2）综采面煤钻孔抽采量按如下公式估算：Q煤=L煤/60*K1*1400*D*K2L煤=L采/M*N=79170/60×0.01×1400×150×0.8=2216760
式中：Q煤—年抽采瓦斯量，m3；L煤—抽采煤钻孔长度，m；K1—60米钻孔平均每分钟抽采瓦斯量，吨煤瓦斯含量大于等于5m3，取0.01；小于5m3，取0.005；D—抽采天数；K2—调节系数，0.8～1.0，综合抽采取1.0，边采边抽取0.9，采前预抽取0.8；M—采煤周期，月；N—剩余月份。
（3）采面年瓦斯抽采率按如下公式估算：
K=Q累/Q储*K可；Q储=L走*L倾*H厚*1.45*Q含
式中：K—年瓦斯抽采率；L走—采面走向长度，m；Q累—累计抽采瓦斯量L倾—采面倾向长度，m；Q储—采面瓦斯储量；H厚—采面平均煤厚，m；K可—可抽瓦斯系数；Q含—吨煤瓦斯含量，m3/t。
（4）综采面岩钻孔年抽采量按如下公式估算：Q岩=L长/60*K1*1400*D*K2L长=L岩/M*N
式中：Q岩—年抽采斯量，m3；L长┄—岩石钻孔长度，m；K1—60米钻孔平均每分钟抽采瓦斯量，吨煤瓦斯含量大于等于5m3，取0.05；小于5m3，取0.03；D—抽采天数；K2—调节系数，取0.8；M—采煤周期，月；N—剩余月份。
五、抽采管路设计
1、顺槽瓦斯抽放支管管径确定
取最大抽放瓦斯量8m3/min，抽放浓度按15%计算，则管内气体混合流量53m3/min，顺槽瓦斯抽放支管管径不得小于300mm。管路终端距工作面不得超过100米。
管路直径D采用下式计算：D=（（4QC）/（60лv））1/2QC=最大抽放瓦斯量/抽放浓度
式中：D—瓦斯管内径，m；QC—管内气体混合流量，m3/min；v—管内气体经济合理平均流速，取5～15m/s，一般取12m/s。
2、钻孔瓦斯抽放管管径确定
取最大抽放瓦斯量0.4m3/min，抽放浓度按80%计算，则管内气体混合流量0.5m3/min，钻孔瓦斯抽放管管径不得小于25mm。
六、结束语
S3-9皮顺巷随着瓦斯抽放钻孔的增加，抽放纯量由2m3/min上升至3.5m3/min，回风口瓦斯浓度由0.5%下降至0.35%，风排瓦斯量由3.5m3/min下降至2.5m3/min。经过现场实践发现，虽然常村矿3#煤层难于抽放，但在高瓦斯区域，瓦斯抽放将起到决定性的作用。加强高瓦斯区域瓦斯抽放，将会有力地保证工作面以后的安全、高效生产。此外，瓦斯综合治理工作需要全员参与，从思想上要高度重视，一旦发现瓦斯浓度超限报警要及时撤离，且及时采取措施进行处理。
参考文献
[1]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京：煤炭工业出版社，2010.
[2]煤矿瓦斯综合治理技术手册[M].长春：吉林音像出版社，2009.
作者简介
毕海鹏（1975），男，大专，山西省高平市，助理工程师，现就职于山西寿阳潞阳瑞龙煤业有限公司，主要从事一通三防管理方面的工作。