烏蘭煤礦突出煤層保護(hù)層工作面開采瓦斯治理實踐

伊武

摘 要：烏蘭煤礦實施保護(hù)層開采，主采2#、3#、7#、8#煤層均為突出煤層，7#煤層作為保護(hù)層先行開采，7#煤層與下部被保護(hù)8#煤層層間距為0～4 m，增加了7#煤層開采的期間的瓦斯治理管理難度。通過在底板瓦斯治理巷施工穿層鉆孔為主，在7#煤層回順、運(yùn)順施工本煤層順層鉆孔并向下部8#煤層施工穿層鉆孔為輔的區(qū)域綜合防突措施；在工作面回順施工高位鉆孔抽采工作面卸壓瓦斯；利用上隅角埋管抽采采空區(qū)瓦斯的瓦斯治理技術(shù)，有效解決了保護(hù)層開采工作面瓦斯，確保了7#煤層采煤工作面的安全順利開采。

關(guān)鍵詞：保護(hù)層工作面；瓦斯治理；鉆孔

中圖分類號：TD713 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）20-0171-02

1 礦井概況

礦井開拓方式為斜井多水平階段石門聯(lián)合開拓，開采方式均為走向長壁采煤法。為消除2#、3#煤層的突出危險性，降低煤層的瓦斯含量和瓦斯壓力，礦井全面實施保護(hù)層開采，即首先開采7#煤層，保護(hù)下部8#煤層和上覆的2#、3#煤層，同時通過地面鉆井抽采受7#煤層采動區(qū)影響的2#、3#煤層卸壓瓦斯以及7#煤層采空區(qū)瓦斯，然后開采8#煤層對2#、3#煤層實施二次卸壓抽采保護(hù)，即煤層開采順序為7#→8#→2#→3#，礦井為煤與瓦斯突出礦井。

2 工作面的瓦斯治理情況

隨著開采深度的增加，煤層瓦斯含量、壓力增大，2#、3#、7#、8#煤層鑒定為突出煤層，由于煤層透氣性差，鉆孔瓦斯涌出量衰減快，預(yù)抽效果差，不能有效治理工作面瓦斯。通過把7#煤層作為2#、3#煤層的下保護(hù)層和8#煤層的上保護(hù)層開采達(dá)到治理瓦斯和防治煤與瓦斯突出目的。

2.1 工作面概況

Ⅱ020703工作面位于烏蘭井田北翼采區(qū)二水平三階段， 所采煤層為7#煤層，結(jié)構(gòu)簡單，沉積較穩(wěn)定，平均厚1.9 m，煤層傾角平均23 ？觷。工作面設(shè)計走向長度810 m，傾斜長220 m，鄰區(qū)煤層均未開采。由于該區(qū)域7#和8#煤層層間距較近，平均為3.4 m，按照同一煤層管理，7#煤層進(jìn)行采掘作業(yè)時，必須同時對下覆8#煤層進(jìn)行消突。

2.2 工作面瓦斯治理的現(xiàn)狀

Ⅱ020703工作面煤層原始瓦斯含量為12.22 m3/t，最大瓦斯壓力2.1 MPa，Ⅱ020703采面下部8#煤層最大瓦斯含量為13.51 m3/t。在Ⅱ020703工作面機(jī)巷、風(fēng)巷每12 m一個鉆場施工穿層消突鉆孔，在北翼1100瓦斯治理巷施工穿層鉆孔，抽采鉆孔總量為60 618 m。Ⅱ020703工作面本煤層最大殘余瓦斯含量為7 m3/t，可解吸瓦斯量為5.1 m3/t，其下覆的8#煤層最大殘余瓦斯含量為7.3 m3/t，可解吸瓦斯量為5.7 m3/t，小于《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的臨界值，效果檢驗結(jié)果為區(qū)域防突措施有效。

3 工作面瓦斯綜合治理技術(shù)

3.1 工作面預(yù)抽

Ⅱ020703綜采工作面開采前，在運(yùn)輸順槽每36 m設(shè)置一個鉆場，共設(shè)計鉆場26個，每個鉆場布置5個鉆孔孔深160 m；在風(fēng)巷每12 m設(shè)置一個鉆場，共設(shè)計鉆場72個，每個鉆場3個鉆孔，孔深60 m；風(fēng)機(jī)巷鉆孔搭接長度10m。在北翼1 100瓦斯治理巷施工穿層鉆孔，32個鉆場，每個鉆場12個孔，如圖1和圖2所示。

3.2 高位鉆孔抽采

在工作面回風(fēng)順槽沿走向50 m布置一個鉆場，每個鉆場布置5個高位鉆孔，鉆孔孔深100～120 m，孔徑Φ94 mm，鉆孔設(shè)計終孔位置在7#煤層以上9～15 m處，1#鉆孔與2#鉆孔孔底間距7 m；2#孔與3#孔、3#孔與4#孔、4#孔與5#孔孔底間距為5 m；5#孔與6#孔、6#孔與7#孔、7#孔與8#孔孔底間距為10 m。前后鉆場鉆孔搭接長度25 m，鉆孔控制工作面上部50 m的范圍，鉆孔與抽采管連接抽采，如圖3所示。

3.3 上隅角埋管采空區(qū)抽采

在Ⅱ020703回風(fēng)順槽內(nèi)鋪設(shè)兩路Ф450 mm的瓦斯抽采管，在埋管最前端安裝高1.5 m的吸氣口立管抽采瓦斯，在抽采立管處架設(shè)了保護(hù)木垛，兩趟管路的吸氣口立管交錯36 m布置，如圖4所示。

4 瓦斯綜合治理效果

現(xiàn)回采的II020703綜采工作面經(jīng)執(zhí)行防突措施后采區(qū)內(nèi)7#煤層及下部8#煤層最大殘余瓦斯含量分別為7.0 m3/t、7.3 m3/t，符合《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》第四條瓦斯抽采應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)規(guī)定，符合《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第53條的規(guī)定。工作面抽采量為101.59 m3/min，工作面瓦斯涌出量為109.39 m3/min，工作面抽采率達(dá)92.86%，高位鉆孔抽采量為20.27 m3/min，抽采濃度44%，順層鉆孔預(yù)抽量為8.18 m3/min，抽采濃度8.51%，埋管抽采量為16.11 m3/min，抽采濃度為6.99%，符合《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》規(guī)定。

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