占總量/%

2306

9.34

3.64

38.97

5.70

61.08

3304

20.36

4.66

22.89

15.70

77.11

2311

31.59

14.30

45.27

17.29

54.73

3307

20.91

6.41

30.66

14.50

69.34

3308

18.10

4.60

25.41

13.50

74.59

平均

20.06

6.72

33.50

13.34

66.50

表2成莊礦綜放工作面瓦斯來源分析

從表1可以看出，在綜放面正常回采期間，采空區(qū)涌出的瓦斯量占工作面總瓦斯量的54.73%~77.11%，平均66.5%，是瓦斯治理工作的重點。

3.2 雙系統(tǒng)瓦斯抽放在晉城礦區(qū)的應用

采空區(qū)瓦斯抽放屬卸壓瓦斯抽放，要求抽放系統(tǒng)負壓一般為5~10kPa，流量大，抽放濃度根據(jù)積聚的瓦斯?jié)舛榷?，但一般都不會太高。如果采空區(qū)瓦斯抽放和煤體瓦斯預抽共用一個系統(tǒng)，采空區(qū)的低負壓、高流量便會使抽放系統(tǒng)的負壓降低，使預抽失去效果；如果只考慮預抽，高負壓、低流量的抽放系統(tǒng)作用于采空區(qū)，采空的抽放效果將會削弱，必然會影響瓦斯瓦斯抽放的效果。因此為了兼顧煤體瓦斯預抽和采空區(qū)瓦斯抽放，針對晉城西區(qū)本煤層和采空區(qū)瓦斯是礦井瓦斯主要來源的實際情況，我們采取了雙系統(tǒng)瓦斯抽放方法，以解決本煤層高負壓、低流量和采空區(qū)低負壓、高流量共用一套系統(tǒng)相互制約的矛盾。

寺河礦于2000年5月建立地面本煤層永久抽放系統(tǒng)，抽放能力為2億m³/a。于2002年底在井下東區(qū)建成了井下采空區(qū)瓦斯永久抽放系統(tǒng)，設計的兩個井下采空區(qū)泵站正在籌建中，在井下采空區(qū)抽放系統(tǒng)未建立起來之前，成莊礦現(xiàn)使用移動式泵站抽放本煤層瓦斯，用以解決預抽需要的高負壓問題。

寺河礦井下采空區(qū)抽放泵站，在井下生產(chǎn)區(qū)域就近建立，站內(nèi)安裝了三臺2BE1-705型水壞式真空泵，兩臺運行，一臺備用。一臺用以抽放東區(qū)采空區(qū)瓦斯；另一臺用于預抽生產(chǎn)區(qū)域本煤層瓦斯并向地面接力加壓（地面泵站至井下生產(chǎn)區(qū)域管道達1萬m，沿程管道阻力損失大）滿足孔口負壓要求。目前，該礦泵站抽放瓦斯?jié)舛冗_50%～58%，抽放瓦斯量在125m³/min以上；井下泵站采空區(qū)抽放濃度在17%～20%，抽放瓦斯量達15m³/min，全礦瓦斯抽放量達到140m³/min，礦井的抽放率達40%～45%。日抽放瓦斯量達到20萬m³以上，全礦井下今年的瓦斯抽放量預計達到6500萬m³。

成莊礦地面本煤層預抽泵站于2002年年底建成，泵站安設4臺GBF710型水環(huán)式真空泵，現(xiàn)單泵運行，抽放瓦斯量達20萬m³以上，全礦井今年的抽放量預計可以達到1500萬m³。

4地面鉆孔瓦斯預抽放

4.1 地面鉆孔預抽瓦斯的可行性

地面鉆孔預抽放一般適用于埋藏較淺、瓦斯含量高、透氣性好的煤系地層。寺河礦潘莊井田內(nèi)地質(zhì)構造簡單，底板起伏幅度小，標高變化不大。3^#煤層開采深度僅60～250m，最大埋深520m；煤層的上覆巖層為砂巖和泥巖層，封蓋性能良好。

井田內(nèi)已探明煤層瓦斯層瓦斯氣地質(zhì)儲量286億m³，可采儲量223億m³，煤層氣儲層條件好，煤層節(jié)理、裂隙發(fā)育、滲透性好。煤層瓦斯含量3^#煤平均為12.60m³/t，9^#煤平均為17.01m³/t，15^#煤平均為19.98m³/t；煤層瓦斯壓力為2.12MPa（埋深292～362m）；鉆孔流量衰減系數(shù)為0.001～0.05d^-1，屬易抽放煤層，是國內(nèi)煤層氣開發(fā)最具有前景的地區(qū)之一。這樣，一方面，瓦斯預抽后，煤體的采掘活動受瓦斯的影響將大大降低，保證了礦井的安全生產(chǎn)。

4.2 地面鉆孔預抽瓦斯的應用

1990年我們引進美國地面鉆孔釋壓技術，開始展開地面煤層瓦斯氣開發(fā)研究工作，首先在潘莊區(qū)井田范圍內(nèi)利用常規(guī)旋轉(zhuǎn)式鉆機施工了7口Ф244.5mm的示范井，打穿3^#、9#、15#可采煤層，為提高瓦斯抽氣量，同時采用水力壓裂技術對3#煤層氣作了增產(chǎn)處理，支撐劑先后采用了0.3mm和0.6mm的石英砂。井口安裝了250型簡易的采油樹進行瓦斯氣排采。鉆孔于1995年開始施工，到1997年完工，均已產(chǎn)氣，其中最高單井日產(chǎn)量超過120003/d，單井平均產(chǎn)氣量28503/d。這一燈層瓦斯氣群排采試驗的成功，有力地推動了沁水煤田煤層瓦斯氣地質(zhì)勘探開發(fā)工作。

潘莊區(qū)塊井田地面煤層瓦斯氣抽放開發(fā)工程，我們分了3個階段進行，一期施工30口煤層瓦斯氣井，日供氣量達到6萬m3；二期到2005年將煤層瓦斯氣井增加到100口，年產(chǎn)氣量達到1億m3；三期到2010年完成整個潘莊區(qū)塊的煤層瓦斯氣開發(fā)，實現(xiàn)年產(chǎn)量3億m3。