27131工作面高位抽放钻孔抽采情况分析

27131工作面第一组高位钻孔抽采情况分析

一、27131回采工作面（上段）概况

1、工作面概况

27131回采工作面（上段）平均走向长度103m，平均倾斜长度372m，面积38316m2；2713回采区段（上段）煤厚4.5～8m，平均煤厚6.31m，可采储量35.54万t。地面标高+93m～+97m，工作面标高-173m～-71m ，埋深164m～270m。

2、四邻开采情况

27131回采工作面（上段）北部和东部为井田边界、边界保护煤柱及九里山矿工作面采空区，西部为2701、2711工作面采空区，南部为2711工作面采空区、27131工作面（下段）和F253断层。

3、所采煤层情况

2713回采区段（上段）煤层厚度在4.5m～8m之间，平均煤厚为6.31m，煤层倾角11°～13°，平均12°。二

1

煤层结构简单，煤层以块炭为主，局部含

有夹矸，上部有0.5m～1.0m软分层，二

1

煤的主要特征是低灰分、特低硫、高发热量及高熔灰分的无烟煤。

4、顶底板岩性

27131回采工作面（上段）所采煤层的顶、底板情况具体如表1所示：

表1 煤层顶底板情况表

5、地质构造情况

27131回采工作面（上段）南部有F

253断层，东部有F

204-1

断层。

F

断层在27131回采工作面回风巷和中间巷揭露，走向 243°，倾向253

断层由九里山矿延伸333°，倾角60°，落差0.5m，对工作面回采无影响。F

204-1

过来，走向243°，倾向333°，倾角65°，落差0～30m，可能在27131回采工

作面（下段）尖灭，对工作面回采无影响。27131回采工作面（上段）紧邻边界

保护煤柱，由于27111工作面及九里山矿1404、1406、1408、1410、1412工作

面已回采，27131回采工作面（上段）及边界保护煤柱因采空区影响，承受矿压

大，应力集中，煤层破碎。工作面内无火成岩侵入及陷落柱、冲击地压等。

灰岩水。顶27131回采工作面（上段）主要充水水源为顶板砂岩水和底板L

8

板砂岩在该区富水性较差，工作面回采过程中局部滴淋水。工作面周边200m，

垂直50m范围内无老巷、老窑、采空区积水；冲积层水对工作面回采无影响。

二、施工背景

顶层回采工作面回风流和上隅角瓦斯浓度始终是制约煤矿安全生产的一大

隐患，尤其是工作面上隅角瓦斯，经常处于临界超限值范围内。根据我矿工作

面实际生产情况分析，工作面瓦斯涌出主要有两大来源：本煤层瓦斯涌出(包括

机采落煤与机采后循环暴露煤壁)和采空区瓦斯涌出(包括丢煤、围岩和下分层煤

层瓦斯涌出)。而造成工作面上隅角瓦斯浓度异常的原因主要是：煤层回采后顶

板垮落，本煤层卸压产生的卸压瓦斯和下分层煤层及围岩释放的瓦斯涌入工作

面采空区，随工作面风流带至工作面上隅角，从而造成了工作面上隅角瓦斯浓

度的升高。

传统的矿山压力理论认为，煤层随工作面回采期间，由于受到采动压力的影

响，在采空区沿垂直方向由下而上分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带三个带，沿

工作面推进方向（走向）及倾斜方向分为煤壁支撑影响区、离层区、重新压实区

三个区，同时在工作面前方则会形成压力降低区、压力增高区和压力稳定区三个

区。工作面回采会导致上覆岩层卸压，并在采空区上方形成“O”形圈裂隙，由

于风流的作用，形成的瓦斯会随风流动和运移。采空区卸压释放的瓦斯一部分随

着采空区漏风到工作面回风流带走，还有相当一部分瓦斯在浮升力的作用下沿裂

隙带向高部运移，在靠近回风巷侧顶部一定的高度范围内，能够长期贮存。根据

瓦斯涌出来源及采空区瓦斯运移规律，通过在工作面上部回风巷侧的顶板岩层裂

隙带施工高位抽采钻孔（高位抽采钻孔瓦斯抽采又称顶板裂隙带抽采）,以工作

面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道来对工作面煤壁及采空区涌出的瓦斯进行抽采，从而达到降低工作面采空区瓦斯浓度，避免工作面上隅角瓦斯超限的目的。根据《关于下发2013年第二季度重点采掘工作面防突措施的通知》演马庄矿27131工作面回采期间必须实施高位、浅孔卸压、上隅角、顺层边采边抽等综合抽采措施，提高抽采效果，防止瓦斯超限

三、钻孔位置及参数：

2713区段煤层原始瓦斯含量13.27m3/t,27131工作面（上段）高位钻孔位于27131工作面上部20m范围内的煤层顶板砂岩中，抽采27131采空区及上隅角的瓦斯。1#终孔点距煤层顶板高度17m、2#、3#、4#终孔点距煤层顶板高度20m。第一组钻孔设计参数：

表2

第一组高位钻孔抽采27131回风巷通尺20m至80m范围的上隅角及采空区瓦斯。

第一组高位孔施工开始时间2013年6月17日，与2013年7月2日施工结束。封孔日期2013年7月2日。

表3施工参数表

说明：钻孔施工至砂岩段岩性较硬。

工作面回采到40m处第一组高位钻孔全部施工完毕，然后封孔，7月4日进行了一次参数测定，以后每隔一定时间进行一次参数测定，连抽后测定的各参数详见下表：

表4：27131（上段）工作面1#高位抽采孔实测参数表

2#高位抽采孔实测参数表

表5：27131（上段）工作面

表6：27131（上段）工作面3#高位抽采孔实测参数表

表7：27131（上段）工作面4#高位抽采孔实测参数表

四、第一组钻孔抽采数据分析：

为便于对数据进行有效和系统的分析，分别绘制浓度-日期和纯瓦斯量-日期曲线图，曲线图如图1和图2。

图1