高瓦斯礦井綜采工作面瓦斯綜合治理技術(shù)

摘 要：伴隨高瓦斯礦井開采深度的增加及開采強度的加大，工作面瓦斯涌出量越來越大，給綜采工作面的安全生產(chǎn)帶來較大隱患。作者依據(jù)黃陵某礦1003綜采工作面，重點研究高瓦斯礦井綜采工作面瓦斯治理技術(shù)，為高瓦斯礦井綜采工作面的瓦斯治理提供重要的理論依據(jù)，確保了礦井的安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：高瓦斯礦井；瓦斯治理；1003綜采工作面

前言

黃陵某礦1003綜采工作面位于北一大巷西翼，北鄰1004工作面，南鄰1002工作面，順槽垂直于北一大巷布置。1003進風順槽長度2321m，1003回風順槽2176m，1003工作面切眼長度235m，本工作面采用后退式傾向長壁一次采全高綜合機械化采煤方法回采。根據(jù)該瓦斯等級鑒定結(jié)論，相對瓦斯涌出量17.55m3/t，絕對瓦斯涌出量287.49m3/min。礦井瓦斯涌出量的持續(xù)增長嚴重制約礦井安全生產(chǎn)。根據(jù)現(xiàn)場情況，有效采用瓦斯治理措施，改善通風系統(tǒng)才能杜絕瓦斯事故的出現(xiàn)，保證安全生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展。

1 綜采工作面瓦斯綜合治理技術(shù)

瓦斯綜合治理方案：本煤層預抽+上隅角埋管+高位裂隙抽放治理瓦斯的方法治理工作面瓦斯。

1.1 本煤層淺孔抽放技術(shù)

礦井開采深度與采掘能力的不斷增長，綜采面瓦斯涌出量持續(xù)增長，單一利用通風系統(tǒng)調(diào)節(jié)礦井瓦斯的含量在一定安全范圍內(nèi)，其技術(shù)與經(jīng)濟上都是相對不夠安全和科學。風量的增大也無法有效處理瓦斯積聚現(xiàn)象。其利用本煤層瓦斯預抽技術(shù)，可直接地在飛泄壓之下通過煤層透氣性進行抽采，是一個行之有效的方針。

根據(jù)煤層自然透氣性，先后在1003進風順槽在掘進期間施工了本煤層預抽鉆孔，順槽前進方向主幫每隔80m布置一個瓦斯抽放鉆場，每個鉆場內(nèi)共布置9個鉆孔，以扇形進行布置：2個先抽后掘鉆孔，6個本煤層預抽鉆孔，1個底板孔；1003回風順槽在掘進前，在1003回風順槽掘進過程中在距巷口170m處主幫施工第一個鉆場，以后每隔60m施工一個鉆場，每個鉆場內(nèi)布置7個鉆孔：2個先抽后掘鉆孔、4個本煤層預抽鉆孔，1個底板孔。除底板孔外，所有鉆孔沿煤層布置，使用Ф94鉆頭施工抽放孔，之后使用孔徑用Ф113mm的鉆頭擴孔以方便封孔，封孔長度不得小于8m。封孔工藝：采用速凝膨脹劑（LHFK-1型）封孔工藝，封孔管為∮75mmPVC管，長度不小于8米，連接管采用？覬75mm的鋼絲軟管。

1.2 上隅角瓦斯治理技術(shù)

所謂上隅角抽放技術(shù)，即在采面回風順槽鋪設一組瓦斯抽放管路，伴隨采面的回采，采空區(qū)不斷垮落，其抽采管路即可深入采空區(qū)，在上隅角通風水泥預制塊、編織袋壘設袋子墻進行擋風封堵，利用抽放管路在上隅角形成負壓區(qū)，使改區(qū)域瓦斯通過抽放管路抽出，利用該方法能夠有效防治上隅角瓦斯積聚，其原理如圖1所示。

1.3 高位裂隙瓦斯抽放鉆孔

高位裂隙瓦斯抽放技術(shù)是利用在工作面的回風巷或臨近順槽施工高位鉆孔連接裂隙帶，同時利用空氣比瓦斯重的原理，持續(xù)地將裂隙中瓦斯進行抽離，進而阻止瓦斯進入工作面的瓦斯治理技術(shù)。具體設計如下：

在1004進風順槽正頭距1003切眼10m處施工第一個瓦斯抽放鉆場，1#、2#鉆場間距為20米，3#、4#、……35#鉆場間距為45米，每個鉆場施工鉆孔9個，呈扇形布置，1#、2#鉆場終孔高度下調(diào)，由1#鉆場1#孔向后逐漸升高，到3#鉆場1#孔升高到正常高度（1#鉆孔參數(shù)見表1所示），累計施工鉆場35組。

（1）首個鉆場位置在1003進風順槽正頭施工第一個瓦斯抽放

鉆場，為1#鉆場，向外沿前進方向依次為2#、3#、4#.......35#鉆場。

（2）所有鉆孔設計的角度都是以巷道頂板為水平面，施工單位在施工鉆孔前應具體考慮到此段煤層的仰角（或俯角）進行鉆孔角度調(diào)整。偏角是以垂直于工作面的法線為基準。

（3）采用ZDY4000L型鉆機施工，鉆孔用74mm鉆桿，φ94鉆頭施工，孔徑94mm，排粉方式為水排。每打完一個孔必須用φ113鉆頭擴孔，擴孔長度為9m。

（4）用3寸PVC管封孔，纏繞白布帶，封孔長度不小于9m，封孔材料采用馬麗散和新型封孔材料相結(jié)合方式進行封孔，封完后及時連接到分流器。

2 工作面瓦斯治理效果分析

2.1 抽放效果

按照瓦斯治理方針，依照“密鉆孔、嚴封閉、綜合抽”的瓦斯治理技術(shù)，1003綜放工作面在回采之前，鉆孔長度45萬余米，施工鉆孔4600個，平均鉆孔數(shù)量達到0.138m/t，是中厚可抽放煤層鉆孔數(shù)量要求標準0.03～0.05m/t的2倍多。截至2016年11月底，1003綜放工作面累計抽放瓦斯量約6.70×107m3，抽放率85.99%，超過了綜采面瓦斯抽采率指標（≥60%）要求，取得了很好的抽放效果。

2.2 瓦斯涌出情況

2016年1～11月，1003綜放工作面回采期間，回風流瓦斯涌出量33.39～39.91m3/min。其中：回風巷瓦斯?jié)舛?.27%～0.73%，小于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的允許最高濃度1.0%。

2.3 生產(chǎn)進尺

2016年1～11月，1003綜放工作面共生產(chǎn)原煤123.5萬t，推進進尺856m，平均單產(chǎn)7356t/d，其開采率達到96%，保證了采面的正常生產(chǎn)。

以上結(jié)果得出，綜采面采取了綜合瓦斯治理技術(shù)后，瓦斯涌出量取得了很好控制，無瓦斯超限事故，保證了采面的高效安全生產(chǎn)。

3 結(jié)束語

采用本煤層采前預抽、上隅角抽放、高位裂隙抽放等瓦斯綜合抽放技術(shù)，在時間和空間上為瓦斯抽放創(chuàng)造更多的有利條件，可最大限度地增大瓦斯抽放量、提高瓦斯抽放效率，達到抽放瓦斯效果，是解決高產(chǎn)高效工作面瓦斯問題的根本措施。綜放工作面采取了綜合瓦斯治理措施后，瓦斯問題得到了有效解決，保證了在瓦斯?jié)舛炔怀薜陌踩珬l件下工作面的高產(chǎn)高效，取得了顯著的安全生產(chǎn)成效。

作者簡介：武光富（1976-），男，陜西銅川人，助理工程師，本科，現(xiàn)就職于黃陵礦業(yè)集團公司一號煤礦通風部，從事于煤礦“一通三防”管理等工作。