瓦斯綜合抽放技術在薛湖煤礦回采工作面的應用研究

鄭州市二七區 侯寨鄉 上李河村 申盈煤礦 程 鵬

瓦斯綜合抽放技術在薛湖煤礦回采工作面的應用研究

鄭州市二七區 侯寨鄉 上李河村 申盈煤礦 程 鵬

薛湖煤礦礦井是豫東地區唯一個煤與瓦斯突出礦井。其回采工作主要采取邊掘邊抽、本煤層預抽、切眼及采面煤壁臨時抽放、高位鉆孔抽放、上隅角插管抽放等抽放方式，以防治煤與瓦斯突出。薛湖煤礦在實際工作過程中，綜合運用上述抽放方式，既杜絕了煤與瓦斯的突出事故，又降低了回風流中的瓦斯濃度，可以有效防止瓦斯超限事故的發生。

一、礦井概況

薛湖煤礦位于河南省永城市薛湖鎮，井田東西長16 km，南北寬2.8～6.5 km，面積約74 km2，煤層平均厚度2.23 m，可采儲量0.9億t。礦井于2009年12月16日竣工通過驗收，生產能力為90萬t / a，開拓方式為立井單水平上、下山開拓，采煤采用傾斜長壁采煤法，進行后退式開采，一次采全高；頂板管理采用全部陷落法。

二、回采工作面概況

薛湖煤礦2106工作面傾向長1 050 m，走向長180 m，工作面頂、底板穩定。煤層直接頂為砂質泥巖與粉砂巖互層,厚8.75 m；偽頂為碳質泥巖，厚0.32 m。根據中國礦業大學采樣鑒定報告，該煤層不自燃，煤塵無爆炸危險性。2016工作面范圍內煤層賦存穩定，屬簡單結構中厚穩定煤層，以貧煤為主，煤層平均厚2.69 m，容重1.44 t/m3，煤層傾角約為4°。該工作面為南東走向、傾向呈北東的單斜構造，地質構造較復雜，工作面內共發育小型正斷層13條，斷層相對集中（在較短范圍內密度較大）。煤層硬度較大，堅固性系數為0.22～0.41，煤層瓦斯平均含量為9.56 m L/g,瓦斯壓力約為0.87 MPa，礦井瓦斯抽放影響半徑為5 m，煤層透氣性系數為0.086 1 m2/(MPa2·d)，百米鉆孔瓦斯流量衰減系數為1.38 d-1。目前，礦井絕對瓦斯涌出量為36.622 m3/min，相對瓦斯涌出量為24.659 m3/t。

三、回采工作面抽放方法

1.邊掘進、邊抽放。在2106工作面風、機巷掘進期間，掘進工作面采用順層鉆孔預抽煤層條帶瓦斯區域防突措施，對掘進巷道兩側15 m范圍內的煤體進行抽放。

2.本煤層預抽。工作面采取順層鉆孔預抽回采區域煤層瓦斯區域防突措施。在2106工作面風、機巷掘進期間，從停采線以北20 m處施工本煤層鉆孔，孔深不低于90 m，孔間距4～6 m。在2106工作面風、機巷分別敷設本煤層鉆孔抽放專用抽放管，并與地面瓦斯抽放泵站進行聯網抽放。

3.切眼及采面煤壁臨時抽放。

（1）回采前重放方式。工作面切眼貫通之后，自切眼上出口向東5 m處起，至下出口向西5 m處止，順煤層鉆孔深不低于60 m的抽放孔，鉆孔間距4 m。一直抽放至工作面抽采達標，再開始回采。

（2）正常回采抽放方式。工作面正常回采期間，在其兩側布置兩排孔深不低于11 m的鉆孔。鉆孔由工作面兩側5 m處開始施工，采用三花式布置，下排距煤層底板0.8 m，排間距1.0 m，孔間距1.5～2.0 m，鉆孔與煤壁夾角為80°～85°，順煤層施工。抽放4～6 h后，保留5 m超前距進行批掘，正常回采。

（3）采面割煤期重放方式。采面割煤期間，對工作面殘孔使用快速膠囊封孔器進行抽放，降低回采期間工作面煤壁的瓦斯涌出量。

4.高位鉆孔抽放。高位鉆孔抽放是指為了治理工作面上隅角瓦斯，在其風巷施工高位鉆孔，并進行抽放。第1組高位鉆孔距切眼80 m，以后每隔40 m布置1組高位鉆孔。每個鉆場內通常布置6個抽放鉆孔，在煤層傾斜面上控制上隅角以下6～15 m,在垂直方向上控制頂板以上15～20 m內的瓦斯抽放；相鄰鉆場的鉆孔疊加40 m，鉆孔平均深80 m。

5.上隅角插管抽放。上隅角插管選用移動式插管抽放系統，用液壓裝置使其隨著墻垛和采面的推進而前移。上隅角埋管選用直徑為280 mm的抽放管，每10 m左右掐管一次對上隅角進行抽放。

四、抽放效果總結

采用瓦斯綜合抽放技術后，在2106工作面準備巷道掘進期間未發生動力現象，巷道安全掘進。各抽放孔相關參數見表1。

表1 各抽放孔相關參數

五、結論

采用瓦斯綜合抽放技術后，2106工作面月最大產量為9萬t；正常割煤期間，回風流瓦斯濃度不超過0.5%，上隅角瓦斯濃度最大僅為0.6%，未發生過瓦斯超限，取得了良好效果。