李明文

（新疆工程学院安全科学与工程学院，新疆乌鲁木齐 830091）

0 引言

104 团7#井为机械化改造矿井，目前存在一个生产矿井和两个老窑，受区域褶皱构造的影响，该矿区的地层走向呈现出近南北向的反“S”形，矿区北部5#井与7#井之间形成了一个轴向近东西、向西倾伏的小型开阔向斜；向南经过6#井，地层走向又有向东扭转的趋势，但幅度不大。井田范围内南翼B7 煤层+648 m水平以上均已采空，井田范围内南翼B5、B4 煤层+723 m 标高以上均已采空。井田采空区范围清楚，南翼采空区内由于一直进行采掘作业，所以采空区内无积水，北翼由于近年一直都未进行开采，所以采空区内应有积水存在，在开采前应进行详细的探放水工作，确保将采空区积水疏干后才可进行采掘作业。104 团7#井B5 工作面准备完成后，回采过程中上隅角瓦斯上升较快，一个循环后上隅角瓦斯可达1%以上，给安全生产埋下隐患。兵团安监局发现问题后，及时给煤矿下达了停产整顿通知书，为了确保工作面正常回采，经过多次论证后制定了相应的治理方案。

1 采空区空间积存瓦斯的主要来源

回采过程中，采空区内部不可避免地要遗留一定的煤炭，这些遗煤释放出一定量的瓦斯；采空区顶板及上部煤层采空区瓦斯，通过顶板岩层裂隙在通风负压的作用下也会释放出部分瓦斯；采空区底板及下部煤层瓦斯也会通过裂隙释放到采空区空间当中；工作面落煤产生的瓦斯也会有部分流入采空区。根据新疆生产建设兵团工信委《关于乌鲁木齐市104 团煤矿7#井2012 年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告的批复》（兵工信煤电［2013］54 号）：104 煤矿瓦斯绝对涌出量为2.31 m3/min，瓦斯相对涌出量为7.24 m3/t；二氧化碳绝对涌出量为0.89 m3/t，二氧化碳相对瓦斯涌出量为2.79 m3/t；根据《矿井瓦斯等级鉴定规范》，鉴定结果为瓦斯矿井。另外，根据中煤科工集团重庆研究院新疆分院2014 年6 月提交的104 团煤矿B5 煤层瓦斯基本参数测定阶段数据说明，“B5 煤层瓦斯含量为4.869～6.406 m3/t”。

2 采空区及上隅角瓦斯治理

矿井最初在上隅角处设隔墙或风障迫使一部分风流流经上隅角，排除聚积瓦斯（即风障引导风流法），但效果并不明显，矿井拟采用双巷排放法，经过核算费用超出预算，相继在上隅角采用低负压埋管等方法效果均不理想，经过多次论证制定了新的治理方案。

根据该工作面采空区及上隅角瓦斯较高的情况，经过多次方案论证后，该工作面采空区及上隅角瓦斯治理决定采用顶板走向高位钻孔瓦斯治理技术。在工作面回风巷煤壁向后退30 m施工第1 组高位钻孔，共施工2 排孔，共计8 个钻孔，终孔点分别为采高的5、6、7、8 倍（表1）。在水平面上第1 排孔终孔点位于回风巷距下帮2 m 处，第2 排孔终孔点位于回风巷下帮至工作面8 m 处，走向控制50 m，伸入采空区顶板20 m。

表1 第1 组钻孔参数

在以后的回采过程中每隔50 m 施工一组顶板走向钻孔，每组施工8 个钻孔，孔径94 mm，终孔高度、水平控制范围与第1 组高位钻孔相同。每组钻孔控制走向80 m，相邻的两组钻孔压茬30 m，以保证钻孔有效连续抽采（表2）。高位钻场设置在回风巷下帮，钻场宽度3 m，深度2.5 m，高度2.5 m，开孔间排距为0.3 m×0.5 m，封孔深度12 m（图1～图4）。

表2 第2～5 组钻孔参数

图1 顶板走向高位钻孔平面布置

图2 顶板走向高位钻孔剖面布置

图3 上向钻孔封孔

图4 下向钻孔封孔

3 施工预算

根据长期施工预算标准，按照每米岩孔220 元，包含钻孔的材料费和人工费（表3）。3042 m 钻孔总费用为669 240 元，去除设备材料费用408 989.8 元，人工和技术服务费用260 250.2 元，104 团7#井B5 采煤工作面瓦斯治理费用预算合计669 240 元。

表3 设备、材料费用预算明细

4 结论

矿井按照方案积极施工，瓦斯治理工作第一阶段，共施工5个钻场、合计钻孔长度3042 m。通过瓦斯抽采系统配合，持续接抽一周后，进行相应数据采集以后，报请兵团煤监局检查，具备正常生产条件，工作面沿走向回采300 m，上隅角瓦斯最高达到0.3%，解决了长期困扰生产的难题。