杨守坤
云南能投威信煤炭有限公司 657999
摘要：观音山煤矿一井原设计一井两个采区、同步设计、同步施工、同步投入生产，目前，因受不可抗力因素的影响，现处于西一一采区正常生产、西一二采区停建的状态。针对此状况，拟计划对一井提出一种新型的区域瓦斯治理方式，并通过对该治理方式从现场实用性、技术可行性、实施安全性以及经济对比等方面进行分析。
关键词：观音山煤矿；瓦斯治理；可行性研究
1技术方案
1.1基本情况
观音山煤矿西一二采区主采C5煤层，（C1煤层局部可采，且C1煤层不可采区域位于西一一、西一二两个首采区中部，面积较大且为连续，而可采区域比较分散。因此首采区直接开采C5煤层）。
C5煤层在采区东翼存在增厚现象，煤厚最厚9.93m，平均厚度约4.5m，煤层倾角31o～39o；适宜一次采全高的综采采煤工艺。采区西翼C5煤层平均厚度约2.55m，煤层倾角37o～40o，煤层中厚，适宜综采采煤开采。
1.2煤层及瓦斯参数及突出危险性、防突措施
1.2.1煤层及瓦斯参数及突出危险性
根据提交的《威信云投粤电煤炭有限公司观音山煤矿一井C5煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，瓦斯放散初速度△P值C5煤层为38，大于10；坚固性系数C5煤层为0.17，小于0.5；煤的结构破坏类型均为Ⅱ～Ⅲ类，煤层较松软；煤层瓦斯压力为0.44~2.25Mpa，大于0.74MPa；瓦斯含量为6.90~13.50m3/t，大于8.0m3/t。按照《防治煤与瓦斯突出规定》的规定，C5煤层具有突出煤层危险性。同时，2010年6月30日邻近沟头煤矿在二水平通风行人上山掘进工作面发生一起特大煤与瓦斯突出事故，突出煤量1194t，瓦斯涌出量23090m3，造成9人死亡，突出煤层为C5煤层，所以C5煤层按照突出煤层进行管理。
1.2.2区域防突措施
提前在C5煤层底板布置专用瓦斯抽采巷，在掘进C5煤层煤巷前，先在底板专用瓦斯抽采巷内向C5煤层布置上向穿层钻孔，穿层钻孔终孔于C5煤层顶板0.5m处，在工作面顺槽掘进前预抽煤巷条带C5煤层瓦斯。钻孔控制的条带长度为整个工作面走向长，第一个区段上顺槽在倾斜方向的条带宽度按控制一条煤巷考虑，预抽钻孔控制巷道上帮轮廓线外20m，下帮轮廓线外10m，再考虑一条煤巷宽度，预抽煤巷条带宽度共35m，每排布置钻孔6个，终孔间距7.0m；其余各区段在倾斜方向的条带宽度按控制两条煤巷考虑，C5煤层两工作面之间留10m垂高的煤柱，斜长小于20m，设计按20m考虑，预抽钻孔控制上巷上帮轮廓线外20m，下巷下帮轮廓线外10m，再考虑两条煤巷自身宽度，预抽煤巷条带宽度共60m，每排布置钻孔9个，终孔间距7.5m。
顺层交叉钻孔预抽C5煤层工作面回采区域瓦斯：在底板穿层钻孔预抽C5煤层煤巷条带煤体内达标后，并完成C5煤层煤巷掘进后，再采用顺层交叉钻孔预抽工作面回采区域煤体内瓦斯，本矿井煤层倾角28～42°，工作面斜长为150m，平行钻孔长135m，斜向钻孔长140m，两种钻孔夹角15°，钻孔直径确定为89mm，上、下两层交叉钻孔高程差△h取400～500mm。
1.3技术方案
1.3.1技术方案
首先在西一二采区井底车场附近的+800水平适当位置施工两条瓦斯抽采巷，通过瓦斯抽采巷对其对应的煤巷条带采取穿层钻孔预抽的瓦斯治理进行消突后，掘进煤巷至切眼位置，然后在煤巷内采用大直径、大功率钻机沿煤层倾向向上施工本煤层钻孔，对煤巷上方煤层进行区域性的瓦斯治理，治理完毕确认消突后，再沿着回采方向的已消突煤层内的适当位置重新施工另外一条煤巷，然后重复在新掘煤巷的上帮采用钻机沿煤层倾向向上施工本煤层钻孔。重复至施工到采区首采面的回巷煤层全部解放消突为止。
1.3.2技术方案基本参数
西一二采区目前首采面回巷位置至井底车场位置在C5煤层的倾向距离大约为600m，设计采区东翼回采工作面走向长1600m，西翼回采工作面走向长1100m.根据西一一采区瓦斯治理经验，将该区域划分为东西翼各5个采煤工作面，采煤面倾斜长度120m。
每个采煤工作面布置3条煤巷、运输顺槽、回风顺槽各一条，采煤面中部布置一条腰巷，若在可采取沿空留巷的前提下，每个回采工作面只需要布置两条煤巷。
工程量统计：
瓦斯抽放巷岩巷掘进：2700m（1600+1100）
煤巷掘进：28200m（1600*10+1100*10+600*2，按可沿空留巷计算）
钻孔进尺：
岩孔：2700*40=10800m（根据西一一采区瓦斯治理经验，每米煤巷掘进需要瓦斯治理的钻孔工程约40m）
煤孔：366000m
瓦斯治理结束后，西一二采区瓦斯治理区域可解放煤层162万平方米，解放煤量620-1090万吨，在西一二采区正常生产的情况下，+800水平以上的10个采煤工作面将再无任何的掘进工程及瓦斯治理工程。
2方案的可行性
2.1技术可行性
西一一采区在采用zy4000型大功率、大直径钻机的基础上，辅以水力冲孔、液态二氧化碳致裂爆破的增透措施的前提下，瓦斯治理水平大为提升。回采工作面采用本煤层预抽、煤巷掘进工作面采用穿层钻孔预抽或超前钻孔预抽已能达到安全生产的要求。
2.2经济效益对比
在西一二采区尚未进行投产验收的前提下，公司尚不能组织自营队伍进行施工，只能采取外分包或者采用EPC方式进行项目总承包，参照西一一采区建设时的结算资料，成本如下：
岩巷掘进成本参照定额为1.2万元/m
煤巷掘进成本参照定额为1.3万元/m（其掘进产出煤量售出资金足以抵消掘进成本，不列入项目成本）
抽采钻孔岩孔成本参照定额为297元/m
抽采钻孔煤孔成本参照定额为105元/m
2.2.1方案投资成本效益
在实施本瓦斯治理方案后在瓦斯治理工程结束时，所需要增加的工程量成本主要是瓦斯抽放巷岩巷掘进、钻孔进尺及其他辅助成本三个方面，通过计算大约需要成本20769万元。平均吨煤瓦斯治理成本在20-33元之间。
2.2.2复工后按照《初设》施工的经济效益
矿井主要瓦斯治理的工程量有以下几个方面：
瓦斯抽采巷掘进施工大约1500m左右
煤巷掘进施工大约4000m左右
岩孔：3400*40=13.4万m
煤孔：2700*130=35.1万m
瓦斯治理工程需要解放煤体面积32.4万平方米，解放煤体量124-218万吨。通过计算大约需要成本11231万元。平均吨煤瓦斯治理成本在51-90元之间。在后续的接续面正常生产过程中，由于其瓦斯治理方式没有发生变化，其吨煤瓦斯治理成本不会下降。
2.2.3综合比较
瓦斯治理费用从《初设》中的51-90元下降到20-33元；东西两翼分别减少瓦斯抽放巷4条，共计减少掘进工程量10800m。减少成本1.3亿；在采取沿空留巷的前提下东西两翼分别增加煤巷4条，共计增加掘进工程量10800m。
本瓦斯治理方案各方面都比《初设》中所采用的瓦斯治理方式要优化很多，因此，建议在西一二采区恢复建设后，采取本方案对采区进行大区域、大面积的瓦斯治理。
3结束语
本方案在立足西一二采区实际情况的基础上提出，通过分析论证，确认其在技术上可行、现场实用，且有很大的必要性，因此有很大的现场利用价值。
参考文献
[1]杨勇翔, 王白空，朱海仓 威信云投粤电扎西能源有限公司威信煤电一体化项目观音山煤矿一井初步设计说明书.2015(01).
[2]杨勇翔, 王白空，朱海仓 威信云投粤电扎西能源有限公司威信煤电一体化项目观音山煤矿一井初步设计概算书.2014(06).