頂板抽采巷瓦斯抽采影響因素研究

摘要：通過對謝橋礦1151(3)頂板高抽巷瓦斯抽采效果的觀測，考察了瓦斯抽采量、瓦斯抽采率和抽采瓦斯濃度隨頂板高抽巷的位置、工作面推進速度、工作面距離開切眼的位置等的變化關系，得到了一些有一有益的結論，對今后的瓦斯抽采具有指導意義。

關鍵詞：瓦斯 頂板高抽巷 影響因素

0 引言

謝橋礦位于淮南潘謝礦區，是一座設計年產400萬噸的特大型現代化礦井。礦井現開采第一水平－610m，上、下山開采，下山下界-標高－720m。采用走向長壁綜采一次采全高和放頂煤開采。隨著開采深度的增加，瓦斯含量和瓦斯涌出量亦明顯增大，礦井的瓦斯防治問題日益突出，為解決這一問題，謝橋礦在1151(3)工作面第一次設計施工了頂板高抽巷，以提高采面瓦斯抽采率，提高采面單產。

1 基本概括

1151(3)工作面位于13-1煤層-720m水平，東一采區。走向長1674m，傾斜長231.8m，煤層平均厚度約5.4m，煤層平均傾角12.8°，煤容重為1.34t/m³，回采率93％，可采儲量2689210t。工作面頂板為粉、細砂巖，并見裂隙節理，直接頂巖石f=9.0，直接底巖石f=7.0，工作面地質構造簡單。將該工作面煤樣送試驗室進行相關瓦斯參數測定，軟分層煤樣的瓦斯放散初速度AP和煤的堅固性系數f分別為12和0.49，并根據間接法計算得到煤層瓦斯壓力1.03MPo全斷面煤樣在試驗室測定的工業性分析指標。孔隙率和瓦斯吸附常數a、b等測定結果如表1所示。并綜合現場分析和試驗測定，確定C₁₃煤層的原始瓦斯含量為5.79m³/t。

1151(3)綜放工作面高抽巷內錯回風順槽，距回風順槽平距22m，以3％坡度施工至距切眼56m處，巷道底板距13-1煤層頂板法距21－31m，凈斷面7.4m²，是該礦首個長距離抽采巷。工作面回采前，在抽采巷里敷設一趟8寸抽采管與礦井永久抽采系統合茬，并距迎頭300m處封閉，以防止抽采巷抽采效果不理想時在抽采巷內施工鉆孔分段封閉抽采，8寸抽采管深入封閉墻以里1m。為考慮抽采巷抽采效果，謝橋礦抽采隊工程技術人員從工作面回采之日起即對該面抽采效果進行跟蹤考察。

2 考察方法

此次考察主要是通過定期測定抽采巷瓦斯抽采量、工作面回采距離、日產量、風排瓦斯量等參數，以定期了解這些參數之間的內在聯系。抽采巷瓦斯抽采量考察途徑主要通過以下兩種：①利用地面抽采泵房瓦斯抽采自動監控裝置考察：②利用CDLU型智能渦街氣體流量計配合100％瓦斯機、抽氣筒、負壓表考察。

3 抽采影響因素分析

根據對1151(3)綜放工作面回采過程的跟蹤考察，發現高抽巷的抽采效果與高抽巷距離C13煤頂板距離、工作面距開切眼距離及工作面產量有密切的關系，在實驗過程中還發現，抽采泵的抽采能力對抽采效果也有一定的影響。

3.1 工作面產量與抽采量、抽放濃度、抽采率的關系從現場考察數據來看，瓦斯涌出量與工作面產量幾乎成正比關系，且隨著工作面單產的提高，工作面瓦斯涌出量也有大幅度的提高，瓦斯抽采量與瓦斯涌出量隨產量的增加其增長規律是一致的。但瓦斯抽采率并沒有隨著產量的大幅度提高而快速上升，也就是說，一旦提高綜放工作面的產量勢，必引起風排瓦斯的壓力。由此可見，提高工作面單產不僅耍在瓦斯抽采技術上加強科研攻關，提高瓦斯抽采率，同時也需研究合理的工作面通風方法，才能有效治理提高工作面單產而帶來瓦斯威脅問題。

3.2 高抽巷位置與抽采量、抽采濃度、抽采率的關系抽采巷層位直接關系到抽采流量的大小。根據現場考察結果，1151(3)抽采巷抽采期間，層位在一定的高度范圍內抽采效果較好，如層位在30—31m時抽采巷純流量28.0—40.12m³／min，平均33.9m³／min，濃度平均達到36.8％，完全能滿足發電需要；而層位在20-21m時，抽采巷抽采純流量947-23 1m3／min，平均14m³／min，濃度平均只有15.1％。另外，在工作面回采超過首道封閉墻后，通過對設置在該密閉墻上的抽采管抽放效果考察結果，也證明了該面抽采巷層位23m以下時已出于冒落帶范圍內，表現在該抽采管內瓦斯濃度呈規律性忽大忽小，最大時達36％，而最小時僅有9％，并且該管內出現了52ppm的CO。

3.3工作面位置與抽采量、抽采濃度、抽采率的關系從現場考察數據可看出，在工作面剛開始推擠的25m范圍內，幾乎抽不到瓦斯，根據實測11 51(3)工作面初次來壓步距為21.5m，因此，在前21.5m左右高抽巷并沒有發揮作用。而當工作面頂板跨落后，采空區蓄積的大量瓦斯很快得到了瀉排，表現為在25—50m左右時，瓦斯抽采濃度較高，基本在60％—70％之間。之后，隨著工作面的正常推進瓦斯抽采純量和抽采率有規律的波動，瓦斯濃度維持在20％—30％之間。另外還可以看出瓦斯的抽采量與工作面的推進速度的表現一致，瓦斯抽采量的高峰比工作面的推進速度高峰稍微滯后一段時間，這主要是回采速度剛開始下降時，采空區抽采范圍內仍有大量的瓦斯。

4 結論

通過對1151(3)頂板抽采巷的抽采效果考察，可以得出以下結論：①工作面瓦斯涌出量和瓦斯抽采量隨著工作面推進速度的增加而增加，即便如此，提高工作面產量仍會造成工作面風排瓦斯量的劇增。因此，高瓦斯工作面的高產的實現必須在實行瓦斯抽采的基礎上加大工作面通風方式的研究，才能有效治理瓦斯問題。②高抽巷的位置對抽采效果影響較為明顯，對謝橋礦來說，當高抽巷距離煤層頂板30m左右時，瓦斯抽采效果最佳；③高抽巷的瓦斯抽采效果只有在工作面初次來壓以后才能發揮作用，因此，在工作面初次來壓前，必須加大瓦斯治理力度和安全保衛措施，有效控制瓦斯事故的發生。