雷 剑

（晋能控股煤业集团安泽登茂通煤业有限公司，山西 安泽 042509）

1 工程背景

登茂通煤业2210 工作面井下位于2#煤层二采区大巷东南侧，工作面标高868.4～892.2 m，地面标高1307～1195 m，平均可采走向长971 m，倾斜长215 m。工作面北部为二采区皮带巷，西部为未采区域，东部为2208 工作面辅助进风巷和切巷，南部为未开采区域。采掘工程平面图如图1。2210 工作面开采煤层为2#煤层，厚度1.1～1.7 m，平均厚度取1.45 m，倾角2°～6°，煤层内生裂隙发育，赋存稳定。煤层老顶为细粒砂岩，厚度2.6 m；直接顶为砂质泥岩，厚度6.85 m；伪顶为泥岩，厚度0.1 m；直接底为泥岩，厚度4.2 m。2210 工作面实测瓦斯含量为7.14 m3/t，瓦斯压力为0.69 MPa，原始瓦斯储量为364.89 万m3。工作面采用两进一回“Y”型通风方式，2210 进风巷沿2#煤顶板布置，2210 辅助进风巷、2210 回风巷沿2#煤底板布置，2210 切巷沿2#煤顶板布置，2210 辅助进风巷井采用沿空留巷方式保留下来。根据现场测试，登茂通煤业2210 工作面本煤层抽采有效抽采半径为3.0 m。

图1 2210 工作面采掘工程平面图

2 煤层瓦斯抽采技术

登茂通煤业2210 工作面计划采用本煤层预抽和采空区压管抽放的方法。

2.1 煤层瓦斯抽采方案

（1）本煤层抽采

登茂通煤业2210 工作面本煤层采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯，抽采钻孔布置如图2。2210 进风巷、2210 辅助进风巷：钻孔沿巷道工作面帮垂直于煤壁施工，布置1 排钻孔，钻孔间距为5 m，钻孔长度115 m，中部重叠15 m，钻孔倾角参照煤层倾角参数。钻孔具体布置方案如下：

图2 本煤层抽采钻孔布置平面图（m）

① 2210 进风巷钻孔布置：第一个钻孔位置在2210 工作面停采线向外20 m 处，钻孔间距为5 m，最后一个钻孔的施工位置在距工作面开切眼10 m处，共累计施工钻孔198个，钻孔总进尺为22 770 m，钻孔开孔位置距巷道顶板700 mm，垂直煤壁方向。

② 2210 辅助进风巷钻孔布置：第一个钻孔位置在2210 工作面停采线向外17.5 m 处，钻孔间距为5 m，最后一个钻孔的施工位置在距工作面开切眼12.5 m 处，共累计施工钻孔198 个，钻孔总进尺为22 770 m，钻孔开孔位置距巷道顶板700 mm，垂直煤壁方向。

③ 2210 切巷钻孔布置：第一个钻孔在切巷距离2210 进风巷或者2210 辅助进风巷15 m 位置开始施工，钻孔按照3 m 间距布置，孔深不小于100 m，共计划施工钻孔61 个，钻孔总进尺6100 m，钻孔开孔位置距巷道顶板700 mm，沿水平方向施工。

（2）采空区抽采

登茂通煤业2210 工作面采空区采用埋压瓦斯抽放管路的方式抽采采空区瓦斯，具体布置如图3所示。2210 辅助进风巷采用沿空留巷方式保留下来，在2210 采空区侧每50 m 埋设一根瓦斯抽放管，支管管路使用DN500 的螺旋焊接瓦斯抽放管。

图3 采空区抽采布置平面图

2.2 煤层瓦斯抽采系统

（1）本煤层瓦斯抽采系统

2210 本煤层瓦斯抽采由地面瓦斯泵站负担，泵型号为2BEC67，额定流量为400 m3/min，抽采管路总长3677 m，即2210 工作面进风巷、辅助进风巷以及切巷本煤层钻孔瓦斯抽采均使用地面Ф63 mm 连接软管→2210 工作面本煤层钻孔瓦斯抽采连接高压管→2210 工作面支管管路DN400（2114 m）→二采区及总回风主管管路DN500（1563 m）→地面瓦斯泵站。

（2）采空区抽采系统

2210 采空区瓦斯抽采由地面瓦斯泵站负担，泵型号2BEC80，额定流量710 m3/min，抽采管路总长3090 m，即2210 工作面采空区压管DN500 →2210 工作面回风巷DN500（1240 m）→二采区及总回风主管DN800（1850 m）→地面瓦斯泵站。

3 煤层瓦斯抽采达标评判

3.1 瓦斯抽采工程施工及预抽瓦斯情况

（1）瓦斯抽采工程施工情况

2210 工作面本煤层钻孔使用ZYJ-4000L 型钻机施工，2210 进风巷本煤层钻孔孔径Φ120 mm，实际施工钻孔198 个，钻孔进尺共计20 630 m；2210辅助进风巷本煤层钻孔孔径Φ120 mm，实际施工钻孔198 个，钻孔进尺共计20 756 m；2210 切巷本煤层钻孔孔径Φ120 mm，实际施工钻孔59 个，钻孔进尺共计4239 m。

（2）本煤层钻孔瓦斯抽采情况

2210 工作面本煤层钻孔共计抽放瓦斯611 109 m3。其中，2210 进风巷钻孔从2019 年7 月28 日进行抽采，截至2020 年3 月15 日，累计瓦斯抽采量275 451 m3，2210 辅助进风巷钻孔从2019 年7 月22 日进行抽采，截至2020 年3 月15 日；2210 切巷钻孔从2019 年9 月4 日进行抽采，截至2020 年3 月15 日，累计瓦斯抽采量335 658 m3。

3.2 瓦斯抽采达标评判

（1）评价单元和预抽时间差异系数

2210 进风巷本煤层钻孔控制范围作一个评价单元，2210 辅助进风巷本煤层钻孔控制范围作一个评价单元。2210 进风巷本煤层钻孔预抽时间差异系数为18.38%，2210 辅助进风巷本煤层钻孔预抽时间差异系数为23.75%，均小于30%，符合要求。

（2）采煤工作面可解析瓦斯量

2210 工作面核定日产量为2100 t，最大可解析瓦斯含量为Wj=5.27 m3/t，对应可解析瓦斯量为Wj≤7 m3/t，符合规定。

（3）采煤工作面及矿井瓦斯抽采率

预计2210 工作面的绝对瓦斯涌出量为8.21 m3/min，瓦斯抽采量为3.69 m3/min，风排瓦斯量为4.52 m3/min。2210 工作面绝对瓦斯涌出量为8.21 m3/min，2210 工作面瓦斯抽采率为44.94%，对应采煤工作面瓦斯抽采率按要求≥20%，采煤工作面瓦斯抽采率达标。

矿井瓦斯抽采量8.91 m3/min，矿井风排瓦斯量15.17 m3/min，矿井瓦斯抽采率为37%，对应矿井瓦斯抽采率按要求≥35%，矿井瓦斯抽采率达标。

（4）工作面风速

2210 工作面核定风量为1600 m3/min，其中进风巷为1300 m3/min，辅助进风巷为300 m3/min，工作面平均断面积S=8.1 m2，计算工作面风速2.67 m/s，不超过4 m/s，判定达标。

（5）工作面回风流中瓦斯浓度

2210 工作面核定风量为1600 m3/min，其中进风巷为1300 m3/min，辅助进风巷为300 m3/min，预计2210 工作面瓦斯涌出量为8.21 m3/min，其中瓦斯抽采量3.69 m3/min，风排瓦斯量4.52 m3/min，计算得2210 工作面回风流中瓦斯浓度0.28%，小于0.8%，判定达标。

3.3 瓦斯抽采达标判定

（1）2210 进风巷、2210 辅助进风巷本煤层钻孔预抽时间差异系数为18.38%、23.75%，符合要求。

（2）2210 工作面煤层最大可解析瓦斯含量为Wj=5.27 m3/t，达到评判指标。

（3）2210 工作面本煤层抽放抽采率为44.94%，矿井瓦斯抽采率为37%，达到评判指标。

（4）2210 工作面正常回采作业中，工作面风速预计为2.67 m/s，达到评判指标。

（5）预计2210 工作面回风流中瓦斯浓度为0.28%，达到评判指标。

综上所述，登茂通煤业2210 工作面煤层瓦斯各指标均达到规定要求，判定达标。

3.4 瓦斯抽采效果

登茂通煤业2210 工作面回采过程中，监测了工作面回风流及上隅角瓦斯浓度，结果显示，登茂通煤业2210 工作面瓦斯涌出量在1.92～4.96 m3/min范围，回风流瓦斯浓度在0.12%～0.31%范围，回风巷内上隅角瓦斯浓度在0.23%～0.54%范围，回风流瓦斯浓度虽略高于达标评判中预计的瓦斯浓度，但均小于0.8%，满足相关规程要求。

4 结论

登茂通煤业2210 工作面实测瓦斯含量为7.14 m3/t，瓦斯压力为0.69 MPa，计划采用本煤层预抽和采空区压管抽放的方法进行瓦斯抽采，设计了瓦斯抽采钻孔布置参数及瓦斯抽采系统。2210 进风巷施工钻孔198 个，钻孔进尺20 630 m，2210 辅助进风巷施工钻孔198 个，钻孔进尺20 756 m，2210 切巷施工钻孔59 个，钻孔进尺4239 m，本煤层钻孔共计抽放瓦斯量611 109 m3。采用本煤层瓦斯预抽后，进行了瓦斯抽采达标评判，经评判，登茂通煤业2210 工作面煤层瓦斯各项指标均达到规定要求，达到评判指标。