強突煤層高瓦斯工作面回收安全煤柱瓦斯綜合治理技術

摘要：闡述了強突煤層高瓦斯工作面回收安全煤柱期間，工作面瓦斯綜合治理方法。回收安全煤柱前，采用順層鉆孔預抽煤層瓦斯的方法對煤柱進行消突，回收安全煤柱期間，工作面距高抽巷法距21m至0m（回采725m至830m），抽采效果隨工作面推進逐漸降低，直至完全失去功用。為確保回收安全煤柱期間瓦斯治理達標，采用了順層鉆孔抽采、老塘埋管抽采、高抽巷抽采及高位鉆場頂板走向鉆孔抽采的瓦斯治理措施。通過對安全煤柱的回收，提高了煤炭資源回收率，多回收煤炭資源8萬噸，直接經濟效益達4800萬。

關鍵詞：回收安全煤柱 瓦斯綜合治理

1 問題提出

潘三礦主采的13-1煤層為高瓦斯強突出煤層，回采工作面原定留設安全煤柱，因東四13-1煤上部采區即將報廢，外圍系統巷道不再使用，同時為提高煤炭資源回收率，在安全的前提下實現開采最大化，創造經濟效益，決定對安全煤柱進行回收，回收安全煤柱期間，工作面距高抽巷法距21m至0m（回采725m至830m），抽采效果隨工作面推進逐漸降低，直至完全失去功用。圍繞煤層消突及回采瓦斯治理開展工作，確保強突煤層高瓦斯工作面回收安全煤柱期間瓦斯治理措施可靠有效。

2 概況

潘三礦1762（3）工作面位于東四采區，標高-590m～-640m，工作面走向長830m，傾向長240m，煤層傾角平均7°，煤層平均厚度4.0m。根據中國礦業大學對我礦13-1煤的突出危險性區域劃分結論，該工作面處于突出危險區域，實測原始瓦斯2.5MPa，瓦斯含量8.2m3/t。工作面回采前采用兩巷順層鉆孔預抽煤層瓦斯進行消突，回采期間工作面瓦斯涌出量為34.6m3/min，工作面實際回風量為2100m3/min，回風瓦斯濃度平均為0.2%，風排瓦斯4.2m3/min；采用高抽巷、老塘埋管、順層鉆孔進行抽采，抽采量為30.4m3/min，其中高抽巷抽采28m3/min，老塘埋管抽采0.8m3/min，順層孔抽采1.6m3/min。

3 強突煤層高瓦斯工作面回收安全煤柱瓦斯綜合治理技術

3.1 頂板管理

工作面回采至對應高抽巷端頭斜巷前（工作面回采725m前），完成高抽巷距煤層法距4m至0m段的40m巷道（高抽巷兩道封閉墻之間區域）注水泥漿充填工作；工作面回采至對應高抽巷端頭斜巷（回采725m）至收作（回采830m）期間，采用鋪設金屬網加強工作面對應高抽巷上下各20m段的頂板管理，杜絕因掉頂造成工作面瓦斯異常。

3.2 通風管理

工作面回采期間必須確保獨立可靠的通風系統，嚴格按“一面一策”核準配風量不低于1800m3/min，工作面實現配風量為2100m3/min。

3.3 順層鉆孔預抽消突1762（3）工作面安全煤柱回收前，必須采取措施進行消突。在1762（3）高抽巷聯巷內向工作面施工順層鉆孔預抽煤層瓦斯，預抽評價合格后進行回采。共施工27個順層鉆孔，抽采半徑不大于5m布置，2012年4月15日開始施工，4月20日施工完畢。所有鉆孔均采用“兩堵一注”帶壓封孔工藝，封孔長度20m，中間采用2ZBD18.5/4型風動注漿泵帶壓注實膨脹水泥。封孔器前端下∮50mm花管到底，實現孔封嚴、管到底。抽采情況見圖1。3.4 高抽巷抽采

工作面回采采用高抽巷抽采本煤層瓦斯，平均抽采純量為28m3/min。高抽巷與軌順內錯30m，距13-1煤層頂板法距20～25m，安設兩路φ325mm瓦斯抽采管路，抽采本煤層瓦斯。因回收安全煤柱期間，工作面距高抽巷法距21m至0m（回采725m至830m），抽采效果隨工作面推進逐漸降低，直至完全失去功用。4月18工作面回采至725m（即高抽巷變坡點法距煤層21m），20日回采至733m（即高抽巷進入端頭斜巷段法距煤層17m），抽采情況如下圖，工作面推至733m后，高抽巷抽采效果明顯下降，將逐步被高位鉆場頂板走向抽采鉆孔代替，抽采本煤層瓦斯。高抽巷抽采情況見圖2。3.5 高位鉆場抽采

因回收安全煤柱期間，工作面距高抽巷法距21m至0m（回采725m至830m），抽采效果隨工作面推進逐漸降低，直至完全失去功用。為加強回采期間的瓦斯治理需要，在工作面軌順端頭巷聯巷內施工一高位鉆場，高位鉆場距13-1煤層法距9m，在高位鉆場內共施工三組43個頂板走向鉆孔，鉆孔終孔平面控制到工作面走向距高抽巷法距21m（回采725m）、傾向自軌順向下142m范圍，鉆孔終孔剖面控制到13-1煤層法距30m～13m。高位鉆場43個頂板走向抽采鉆孔接替高抽巷實現工作面連續抽采。抽采鉆孔壓茬施工，確保回采瓦斯治理需要。所有鉆孔均采用“兩堵一注”帶壓封孔工藝，封孔長度20m，中間采用2ZBD18.5/4型風動注漿泵帶壓注實膨脹水泥。封孔器前端下∮50mm花管到底，實現孔封嚴、管到底。4月18工作面回采至725m（即高位鉆場頂板走向抽采鉆孔終孔控制點），20日回采至733m（即高位鉆場頂板走向抽采鉆孔終孔控制點推進8m），工作面推至733m后，高位鉆場頂板走向抽采鉆孔抽采純量明顯增加，將逐步代替高抽巷抽采本煤層瓦斯。高位鉆場頂板走向抽采鉆孔抽采情況見圖3。3.6 老塘埋管抽采

工作面回采期間采用上隅角埋管抽采措施，即在工作面軌道順槽設置一路φ325mm管路專門抽采工作面上隅角瓦斯。在φ325mm管路設置三個與管路型號相等的鋼絲軟管變頭連接三路φ219mm鐵管埋入老塘，鐵管伸入上隅角編織袋墻內最小不小于0.5m，距巷道頂板不大于0.5m。利用兩臺2BE1-353移動抽采泵抽采，抽采純量為0.8m3/min。

4 瓦斯綜合治理效果

工作面回收安全煤柱期間，采用順層鉆孔抽采、老塘埋管抽采、高位鉆場頂板走向抽采鉆孔與高抽巷抽采交替的方式治理工作面瓦斯，工作面回風瓦斯濃度平均在0.2%左右，采用的瓦斯綜全治理手段可靠有效。

5 結論

強突煤層高瓦斯工作面采用以上瓦斯綜合治理技術，很好地解決了回收安全煤柱期間的瓦斯問題。回風瓦斯濃度保持平衡，為安全回采提供了保障。

通過對安全煤柱的回收，提高了煤炭資源回收率，多回收煤炭資源8萬噸，直接經濟效益達4800萬。

參考文獻：

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作者簡介：趙勇（1982-），男，安徽淮南人，現任淮南礦業集團公司潘集第三煤礦通風防突科助理工程師，2010年6月畢業于安徽理工大學采礦工程專業。