馬蘭礦18305工作面的瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)

張聰華

（西山煤電 馬蘭礦，山西 古交 030205）

馬蘭礦18305工作面的瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)

張聰華

（西山煤電 馬蘭礦，山西 古交 030205）

目前，礦井瓦斯是制約煤礦井下安全生產(chǎn)的重要因素，特別是對高瓦斯綜采工作面尤其重要。針對馬蘭礦井下地質(zhì)條件、環(huán)境因素、瓦斯賦存狀態(tài)等實(shí)際情況，對工作面進(jìn)行了多元化立體式瓦斯抽采，并制定相關(guān)瓦斯治理措施，實(shí)現(xiàn)了高瓦斯工作面低瓦斯?fàn)顟B(tài)下回采，對回采工作面的瓦斯治理具有參考價(jià)值。

高瓦斯；抽采；綜合治理

1 工作面的位置及周邊情況

18305工作面的地面位于端端圪垛、麻地嘴溝東南部，工作面中部為端端圪垛舊村，切眼位置穿過宋家溝；主要出露地層Q2+3、N2、P2S2，蓋山厚度437m～497m，平均厚度468m。工作面開口南一下組煤皮帶下山，東南部為18307采空區(qū)；工作面上覆間隔82m～93m為 2號煤 12306、12308、12309、12311采空區(qū)。

2 工作面的煤層情況

工作面的掘進(jìn)煤層為石炭系太原組8號煤，工作面整體受北社-常安向斜控制，煤層傾角較平緩；屬穩(wěn)定可采厚煤層，復(fù)雜結(jié)構(gòu)1.40（0.12）2.48，常有1～2層夾矸，其上部夾矸發(fā)育穩(wěn)定，厚度平均0.12m；局部煤層變薄（軌道巷735m～1010m，尾巷725m～1000m），厚度為 3.00m～3.50m。

3 工作面的頂?shù)装迩闆r

老底：中細(xì)砂巖，深灰色，上粗下細(xì)，以石英為主，水平層理發(fā)育。直接底：粉砂巖，深灰色，富含根化石，波狀層理發(fā)育，夾薄層黃鐵礦，下部為泥巖，厚度1.2m。直接頂：泥灰?guī)r，L1泥灰?guī)r，深灰色，致密較堅(jiān)硬，富含動物化石，裂隙充填方解石脈，厚度1.1m～2.1m。老頂：粉砂巖、細(xì)砂巖，S2砂巖，灰色，水平層理發(fā)育，含植物化石。

4 工作面的水文地質(zhì)概況

工作面頂板L1灰?guī)r及其上部12m的K2灰?guī)r為承壓裂隙巖溶含水層，局部含水豐富；受北社-常安向斜影響，頂板裂隙較發(fā)育，掘進(jìn)中頂幫有淋滴水現(xiàn)象，遇斷層淋水增大，涌水最大60m3/h，積水在巷道低洼處匯聚，對生產(chǎn)有較大影響。工作面上覆間隔82m～93m為 2號煤 12306、12308、12309、12311采空區(qū)，其中18305切眼10m～51m范圍上覆12309采空區(qū)內(nèi)有積水13749m3。工作面瓦斯絕對涌出量45.9m3/min、相對涌出量10.1m3/t；煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)48.9%；Ⅱ類自燃煤層、煤層最低著火點(diǎn)溫度270℃。工作面采用走向長壁后退式一次采全高全部垮落法的綜合機(jī)械化采煤方法。

5 工作面的安全監(jiān)測系統(tǒng)

回采工作面I切眼時設(shè)置甲烷傳感器12個,其中架間甲烷傳感器8個；工作面延長II切眼后增架間甲烷傳感器7個；風(fēng)速傳感器1個，煙霧傳感器1個，溫度傳感器1個，CO傳感器2個。定期對工作面各類傳感器進(jìn)行檢修、維護(hù)、標(biāo)校，并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)定。

6 工作面的瓦斯治理措施

6.1 通風(fēng)系統(tǒng)

工作面采用一進(jìn)一回“U”型通風(fēng)方式，軌道巷進(jìn)風(fēng)、皮帶巷回風(fēng)，通風(fēng)路線如下：新鮮風(fēng)流：地面→910南大巷→南一下組煤石門/南一下組煤進(jìn)風(fēng)聯(lián)巷→南一下組煤進(jìn)風(fēng)下山/南一下組煤皮帶下山→18305軌道巷→工作面。污風(fēng)風(fēng)流：工作面→18305皮帶巷→18305回風(fēng)聯(lián)巷→南一下組煤回風(fēng)下山/南一下組煤補(bǔ)回風(fēng)巷→南一下組煤回風(fēng)斜巷/南一下組煤回風(fēng)立眼→南一回風(fēng)巷/980輔助巷→南一回風(fēng)井/南一補(bǔ)回風(fēng)井→地面。選配風(fēng)量：根據(jù)工作面的瓦斯涌出量算得18305工作面回采期間的設(shè)計(jì)配風(fēng)量2000m3/min，實(shí)際配風(fēng)量2560m3/min。

6.2 抽采方式

工作面采用本煤層抽采、高抽巷抽采、底抽鉆場抽采、底抽巷抽采、低位裂隙帶抽采、移動泵抽采等方式。

（1）本煤層抽采：本煤層鉆孔分兩段布置在工作面軌道巷，軌道巷Ⅰ段鉆孔從里程45m處開始施工，鉆孔間距3m，至里程1550m處結(jié)束，孔深208m；軌道巷Ⅱ段本煤層鉆孔從里程10m處開始施工，鉆孔間距3m，至里程390m處結(jié)束，孔深100m。鉆孔均垂直于巷道布置，軌道巷鉆孔的方位角均308°，鉆孔的傾角為煤層傾角（考慮到鉆孔實(shí)際施工過程中鉆桿的下沉量，取鉆孔的傾角大于煤層傾角0.5°）；鉆孔孔徑均113mm，抽采濃度33%～37%，流量3m3/min～5m3/min。見圖1。

圖1 本煤層鉆孔布置平面示意圖

（2）底抽鉆場抽采及底抽巷抽采：見圖2，工作面皮帶巷1600m處施工1個底抽鉆場，位于9號煤中，鉆場內(nèi)沿9號煤施工30個本煤層鉆孔，孔深200m～400m，抽采濃度28%～31%，流量1.9m3/min～3.5m3/min。見圖3，在距18305皮帶巷55m（距18303皮帶巷30m）處施工底抽巷，沿9號煤掘進(jìn)，長度1625m，底抽巷內(nèi)沿9號煤施工施工本煤層鉆孔，鉆孔間距3m，孔徑113mm，孔深250m，抽采濃度66%～70%，流量3.8m3/min～4.5m3/min。

圖2 底抽鉆場鉆孔布置平面示意圖

圖3 底抽巷鉆孔布置平面示意圖

（3）低位裂隙帶抽采：見圖4。為解決初采期間上隅角瓦斯，在皮帶巷距切眼30m處開始施工1組6個低位裂隙帶抽采鉆孔，鉆孔深度超出切眼20m，終孔垂高 6m、7m、8m、9m、10m、11m，終孔水平間距均為5m，最外側(cè)1號鉆孔距離軌道巷回采幫10m，開口于回采幫頂板上，開孔間距1m。在皮帶巷距切眼80m處開始，每80m再施工一組低位裂隙帶鉆孔，每組4個鉆孔，開孔于巷道頂板與回采幫交界處，前后間距1m，終孔垂高分別為6倍、7倍、8倍、9倍采高（采高4m），最外側(cè)1號孔終孔距皮帶巷回采幫10m，終孔水平間距10m，相鄰兩組鉆孔前后搭接60m，鉆孔孔徑113mm，抽采濃度為33%～35%，流量 0.8m3/min～2.5m3/min。

圖4 18305皮帶巷低位裂隙帶鉆孔布置平面示意圖

（4）高抽巷抽采：在距18305工作面頂板垂高40m，內(nèi)錯皮帶巷水平間距30m處施工高抽巷，巷斷面15m2，巷長2112m，抽采濃度18%～29%，流量10m3/min～18m3/min。

（5）上隅角埋管抽采：工作面上隅角采用2臺2BEC-52型瓦斯抽采泵（一臺運(yùn)行，一臺備用）對采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采。

6.3 相關(guān)的瓦斯治理工作

工作面初采期間風(fēng)量配備2900m3/min；在工作面風(fēng)速不達(dá)到臨界值的前提下，盡量提高配風(fēng)上限。初采期間在切眼后部每2m施工一個深度為2m的強(qiáng)制放頂眼，工作面推進(jìn)1.6m時，在放頂眼裝藥放炮，保證工作面正常推進(jìn)時的老頂及時垮落。在工作面刮板運(yùn)輸機(jī)每節(jié)溜槽底部增設(shè)1根壓風(fēng)管路，防止了溜槽底部積聚瓦斯。工作面懸掛導(dǎo)風(fēng)風(fēng)障。在工作面機(jī)頭前3個支架范圍內(nèi)懸掛風(fēng)障，并按工作面瓦斯?jié)舛入S時調(diào)整風(fēng)障角度，保證風(fēng)流有效流經(jīng)上隅角，防止上隅角瓦斯積聚。上隅角預(yù)埋瓦斯稀釋器。對工作面機(jī)頭1號支架與保險(xiǎn)幫縫隙之間碼放沙袋，沙袋碼放嚴(yán)密不透風(fēng)，并將瓦斯稀釋器埋入沙袋之間、深入采空區(qū)，對采空區(qū)內(nèi)瓦斯稀釋引排，防止采空區(qū)瓦斯涌入上隅角。進(jìn)風(fēng)上隅角懸掛阻風(fēng)風(fēng)障。工作面末端支架與保險(xiǎn)幫之間懸掛阻風(fēng)風(fēng)障，防止風(fēng)流進(jìn)入采空區(qū)（將采空區(qū)瓦斯帶出，導(dǎo)致工作面、工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛壬撸?/p>

7 工作面的瓦斯治理成果評估

成果：增加工作面配風(fēng)量后，有效降低了初采期間回風(fēng)流瓦斯?jié)舛取Ｍㄟ^采用多元化立體式抽采方式后，工作面瓦斯抽采量達(dá)30m3/min，瓦斯抽采率65.2%；緩解了工作面通風(fēng)壓力，減少了工作面風(fēng)排瓦斯量。對進(jìn)風(fēng)上隅角懸掛風(fēng)障有效減少了風(fēng)流進(jìn)入采空區(qū)，降低了采空區(qū)瓦斯涌出量。正常回采期間的工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛韧耆刂圃?.5%以下，為礦井安全生產(chǎn)提供可靠保障。不足之處：由于生產(chǎn)銜接問題，底抽巷施工距離較短，影響工作面下鄰近層瓦斯抽采效果。本煤層鉆孔放水工作滯后，導(dǎo)致管路積水，本煤層瓦斯抽采效果較預(yù)期有差距。個人體會：工作面的地質(zhì)條件復(fù)雜，對瓦斯治理工作帶來諸多不便。工作面高抽巷在礦井初次使用，各方面的技術(shù)參數(shù)較少，需再摸索。高抽巷的封閉質(zhì)量也是保證抽采量和抽采濃度的重要原因之一，確保封閉質(zhì)量尤為重要。各類鉆孔必須保證封孔質(zhì)量，減少鉆孔漏氣。

[1] 陳昌榮.地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994.

[2] 徐永圻.采礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[3] 徐永圻.煤炭開采學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1991.

[4] 馮昌榮.煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1984.

[5] 錢鳴高，石平五.礦山壓力與巖層控制[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[6] 王省身.礦井災(zāi)害防治理論與技術(shù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1989.

[7] 綜采設(shè)備管理手冊編委會.綜采設(shè)備管理手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1994.

[8] 煤炭部.煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1979.

[9] 能源部.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.

[10] 中國統(tǒng)配煤礦總公司物資供應(yīng)局.煤炭工業(yè)設(shè)備手冊[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1992.

Gas Control Experience of 18305Working Face ofmalanmine

ZHANG Cong-hua
(Malanmine,Xishan Coal and Electricity Group,Gujiao Shanxi 030205)

Gas is an important factor affecting safety production inmines,especially on high gas fully-mechanizedmining face.For geological condition,environment factors and gas occurrence inmalanmine,diversified vertical drainage was used and correspondingmeasures were established.The extraction in the condition of low gas on high gas working face was realized,which is useful for the gas control on themining face.

high gas;drainage;comprehensive treatment

TD712+.62

A

1672-5050（2012）10-0063-03

2012-07-05

張聰華（1974—），男，山西五臺人，大學(xué)本科，助理工程師，從事煤礦安全工作。

樊 敏