高抽巷技術在西銘礦48205工作面的應用

趙效中，王學棟，梁旺亮

(山西焦煤西山煤電集團公司西銘礦，山西 太原 030051)

高抽巷技術是當采煤工作面的頂板初次垮落時，鄰近層及圍巖內的瓦斯平衡受到破壞，由鄰近層及圍巖的瓦斯沿裂隙向采空區流動，受抽放負壓的影響，進入高抽巷，將采空區內的瓦斯及時抽出。達到治理采空區瓦斯的目的。它是近年來國內外興起的一種新型的處理瓦斯技術，具有抽采濃度高、抽采量穩定、安全可靠等特點。

西銘礦以往處理瓦斯的辦法是采用本煤層抽放和裂隙帶抽放技術相結合，該辦法存在抽采率低的弊端，針對這種情況，對48205工作面瓦斯參數進行了檢測，具體參數為：煤層瓦斯壓力為0．42MPa，煤層透氣性系數3．453 ～5．341 m2/(MPa2·d)，鉆孔瓦斯流量衰減系數0．042 ～0．123 d－1，孔隙率 5．04 ～11．03%，百米鉆孔瓦斯流量0．154 7 ～0．656m3/(min·hm)，游離瓦斯涌出量8．17 m3/t，通過分析，決定采用高抽巷治理瓦斯技術。

1 高抽巷布置

48205工作面高抽巷布置在8#煤上覆頂板炭質頁巖層中，距8#煤垂直高38 m，內錯平行于距皮帶順槽27 m(水平投影)沿煤層頂板布置。該巷從48207皮帶順槽內13 m位置垂直于48207皮帶順槽水平掘進5 m，然后以 10°向上掘進 70 m，再以 13．2°向上掘進80 m，進入炭質頁巖層后水平送巷，巷道全長565 m。

施工結束后，采取密閉措施，在距巷道口45 m處巖石頂板較穩定段施工雙層充填水泥砂漿密閉，巷道口砌筑一道永久密閉，并對密閉外5 m范圍內巷道及墻體噴漿加固。此外，在密閉墻上安裝一趟DN630 mm聚乙烯抽采管路，抽采管口位置距離密閉里墻體2 m，高度1 m，接入南二盤區瓦斯抽采系統。在高抽巷抽采管路上安設規格為開孔2/3的孔板流量計，用于抽采數據測量。

2 瓦斯抽采效果分析

48205工作面于2010年11月11日早班開始試采。瓦斯抽采參數檢測周期間隔時間為2 h。通過對檢測到的數據進行分析，得出了如下結論：

1)當工作面推進至原切眼煤壁19．6 m時，直接頂開始發生局部冒落，初始冒落段為11#架至32#支架，約33 m，呈松散冒落形狀，此時高抽巷開始發揮作用，但抽出量不大。

2)當工作面推進至原切眼煤壁26 m時，老頂石灰巖層逐漸跨落，只余留上、下隅角區域未跨落，隅角區域頂板呈三角形懸頂形狀，這時，高抽巷發揮作用明顯，此時，工作面上隅角區域瓦斯濃度顯著減少。

3)當工作面推進至距原切眼煤壁34 m時，上、下隅角區域全部跨落，上、下隅角區域基本充填密實，抽采量急速升高，至34 m時，可達到35 m3/min，而上、下隅角的瓦斯量卻迅速降到了0．82%以下。

4)當工作面推進至距原切眼煤壁34 m以后，抽采量趨于穩定狀態，平均達到35 m3/min，最大可達到45 m3/min。而回風流瓦斯濃度為0．45%，上、下隅角的瓦斯濃度為0．50%，工作面配風量也僅為2 598 m3/min，有效地保證了工作面的穩產高產，從根本上解決了48205工作面的瓦斯問題。

48205高抽巷抽采濃度與工作面推進距離關系圖見圖1。48205高抽巷抽采流量與工作面推進距離關系圖見圖2。

3 高抽巷技術優勢

1)高抽巷技術特別適合高瓦斯區域瓦斯治理。抽采出的高濃度瓦斯不經過采煤及回風巷區域，從根本上消除了安全隱患。

2)高抽巷技術能有效控制采空區瓦斯向支架采場范圍內涌出問題，較大程度上減輕了回采期間風排瓦斯壓力;能夠在支架后側的采空區形成較強的負壓場，徹底改變了采空區瓦斯的流經路線，驅使高濃度瓦斯流向高抽巷。

3)高抽巷布置在煤層頂板裂隙發育帶范圍，使用壽命較長，在工作面推進較遠距離后，仍能從采空區內抽采大量高濃度瓦斯。

4)可以有效解決上隅角瓦斯隱患問題，只要將高抽巷的水平投影與皮帶順槽的距離控制在切眼長度的1/5范圍內，就能徹底解決上隅角的瓦斯問題。

4 注意事項

1)該礦回采8#煤層時初次采用高抽巷，當前還處于實踐摸索階段，特別是內錯距離、巷道層間距采用的是淮南瓦斯治理專家經驗數值，最佳位置有待于進一步探索。

2)該礦高抽巷掘送時末端只送到切眼位置，未超過切眼長度。若超過切眼位置20～30 m的距離，可能初采時期就會釋放其應有的效果。

3)該高抽巷距8#煤層頂板高差為38 m，符合按5～12倍理論計算要求，經理論分析，按11倍的采高計算巷道高差，取42 m左右距離可能抽采效果更好。

4)高抽巷施工要充分考慮煤層自然發火因素，杜絕因抽采瓦斯導致采空區遺留浮煤自燃，因此，須加強日常火災監測。

5 結語

通過高抽巷的應用，提高了工作面的瓦斯抽放率，降低了工作面的瓦斯涌出量，改善了工作面的安全生產狀況，使工作面始終處于正常生產狀態;加快了工作面的推進速度，使工作面的超前壓力影響保持在正常范圍內，減少了工作面超前壓力對兩巷的影響，解決了回采期間的瓦斯威脅。

由于高抽巷巷道斷面小，施工進度快，并且不需要施工抽放鉆孔，因此，費用比較低，管理簡單且安全，技術經濟合理，抽放效果也比本煤層和裂隙帶抽放等方法理想，將成為該礦解決綜采工作面回采期間瓦斯問題的主要方法。有效地預防了瓦斯燃燒、爆炸、自燃等事故的發生。該技術的應用在高瓦斯礦井中，特別是在有煤層自燃傾向性的工作面具有較高的推廣應用價值。