高瓦斯綜采工作面分源瓦斯抽放技術的應用

摘要：高瓦斯綜采工作面瓦斯涌出大，制約工作面安全高效回采。對不同來源的瓦斯進行分源抽放，可以顯著提高瓦斯抽放效果。本文論述夾河煤礦7444高瓦斯工作面實施分源瓦斯抽放技術，采取本煤層、頂板走向長鉆孔、采空區埋管、回風隅角插管的抽放方式，有效提高了工作面的瓦斯抽放率，取得了良好的瓦斯治理效果。

關鍵詞：高瓦斯工作面 瓦斯涌出 分源瓦斯抽放

1 工作面概況

徐州礦務集團有限公司夾河煤礦7444綜采工作面位于-1010m水平西一采區。該面走向長1070～1190m，傾向長100～155m。傾角14°～32°，平均21°。該面煤層結構較簡單，煤厚1.3～2.8m，平均2.3m，局部有夾矸厚0.1～0.3m，偽頂厚0.2～0.7m。煤層瓦斯含量5.178m3/t，瓦斯壓力1.33MPa，透氣性系數0.236m2/Mpa2·d，孔隙率6.34%，該面為高瓦斯工作面，采用上行通風。

2 分源瓦斯抽放技術機理

回采工作面瓦斯按照涌出源可以分為來自開采層的瓦斯和來自于受采動影響的鄰近層與圍巖的瓦斯，前一部分瓦斯主要來源工作面兩道及割煤過程中煤壁涌出的瓦斯，該部分瓦斯大量涌入工作面空間，后一部分瓦斯主要來自上下鄰近層與圍巖受采動影響后涌出的瓦斯，該部分瓦斯大量進入采空區并在采空區頂板裂隙帶聚集，并從回風隅角溢出進入回風道。針對各部分瓦斯聚集、涌出的特點，加強對工作面煤體、采空區頂板裂隙帶、回風隅角進行瓦斯抽放，可以有效提高瓦斯抽采率，提高瓦斯抽放效果，降低回風流瓦斯濃度。

3 分源瓦斯抽放技術

3.1 抽放方式

根據工作面瓦斯涌出來源分類，選擇本煤層瓦斯抽放、高位鉆場頂板走向長鉆孔（高位鉆孔）瓦斯抽放、回風隅角埋管、插管瓦斯抽放等方式進行分源瓦斯抽放。各抽放方式技術特點如表1所示。

3.2 抽放泵及管路布置

本煤層瓦斯抽放利用-1010瓦斯抽放站5、6號抽放泵進行抽放，機組額定抽放流量為60m3/min，高位抽放利用地面瓦斯抽放泵站進行抽放，機組額定抽放流量為417m3/min。上隅角抽放采用-1010瓦斯抽放站1、2號機組進行抽放，機組最大額定抽放流量為100m3/min。上隅角埋管瓦斯抽放采用-1010瓦斯抽放站3、4號機組進行抽放，機組最大額定抽放流量為100m3/min，總抽放能力為677m3/min。高位抽放管路采用10寸PVC管路，其他均采用8寸抽放管路。抽放管路布置如圖1。

3.3 抽放技術參數

3.3.1 本煤層抽放鉆孔參數

在工作面進風回風分別布置平行鉆孔，鉆孔垂直巷道走向，材料道施工下行鉆孔，運輸機道施工上行鉆孔。鉆孔間距按鉆孔有效瓦斯抽放半徑取3m。鉆孔口預埋○/40mmPVC抽放管，采用聚氨酯進行封孔。

3.3.2 高位鉆場、鉆孔參數

在材料道每隔80m施工一個高位鉆場，每個鉆場布置5個投影孔深不低于110m的高位鉆孔，鉆孔終孔點控制在7煤采空區頂板裂隙帶內，高度15～18m。鉆場呈扇形布置，控制到材料道向下25m范圍。

3.3.3 采空區埋管、插管參數

采空區埋管管口布置在回風隅角向內30～60m范圍內，回風隅角插管保持管口布置在回風隅角向內1～10m范圍內。

3.4 抽放效果分析

對各抽放分支管路安裝管道流量傳感器、甲烷傳感器、溫度、壓力傳感器對抽放管路氣體參數進行測定。工作面正常生產期間，連續進行數據采集，對各抽放支路抽放量及風排瓦斯量統計如表2所示。

工作面回風流風量為1050m3/min，平均瓦斯濃度為0.65%，風排瓦斯量為6.83m3/min，瓦斯抽放量為8.36m3/min，工作面瓦斯涌出量為15.19m3/min，抽放率達到了55%。其中高位和采空區埋管抽放效果較好，分別占抽放總量的51.31%和30.26%。

4 結論

分源瓦斯抽放技術的應用，解決了高瓦斯綜采工作面的瓦斯抽放問題，針對瓦斯涌出來源不同，采取不同的抽采方式，可以大大提高瓦斯抽放效果，提高瓦斯抽放率，確保高瓦斯綜采工作面的安全回采。