大斜長回采工作面瓦斯綜合抽放技術(shù)實(shí)踐總結(jié)

李志勇　彭艷濤

【摘 要】近年來，隨著煤礦開采深度的逐步加深，礦井瓦斯災(zāi)害影響煤礦安全生產(chǎn)的程度逐漸凸顯，為遏制重特大瓦斯事故的發(fā)生，國家及河南省相繼印發(fā)了一系列的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)，瓦斯治理技術(shù)推陳出新，不斷更新?lián)Q代，導(dǎo)致煤礦在瓦斯治理各種投入方面較以往嚴(yán)重增加，尤其是對突出礦井而言，形勢更為嚴(yán)峻，煤礦為了在保證安全的前提下，實(shí)現(xiàn)高效發(fā)展，對回采工作面的設(shè)計(jì)必須進(jìn)行優(yōu)化，故而誕生了大斜長回采工作面，針對工作面斜長加長，可以減少巷道工程量，但對瓦斯治理工作同樣帶來了一定挑戰(zhàn)，本文通過實(shí)例對大斜長回采工作面的瓦斯綜合治理技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，實(shí)現(xiàn)了工作面的安全、高效回采，具有一定的安全效益與社會效益，間接的創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)健詞】大斜長；回采工作面；瓦斯治理

中圖分類號： TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2457（2018）06-0206-002

1 背景介紹

白坪煤業(yè)公司13071工作面沿走向長壁式布置，設(shè)計(jì)可采走向長度1360m，傾向?qū)?32～246m，面積272098m2，煤厚0.2～11.2m，平均4.7m，煤炭儲量195.2萬t。

通過工作面共測試原始瓦斯含量127個(gè)，瓦斯含量值為2.58～11.99m3/t，平均為5.55m3/t，測試原始壓力101個(gè)，數(shù)值為0.10～0.32MPa，平均0.15MPa，均小于0.6MPa。

該工作面是白坪煤業(yè)公司自投產(chǎn)竣工以來設(shè)計(jì)走向長度最長、傾向?qū)挾茸顚挼拇蠊ぷ髅妫ぷ髅娉O(shè)計(jì)有上、下順槽及切巷煤巷外，還布置了上、下底抽巷及切巷底抽巷，為瓦斯治理工作奠定基礎(chǔ)。

2 問題的提出

按照河南省政府下發(fā)的“雙十條”規(guī)定要求，工作面煤層瓦斯含量必須小于6m3/t，瓦斯壓力必須小于0.6MPa。結(jié)合瓦斯地質(zhì)情況分析，工作面整體里段810m屬大于“雙六”指標(biāo)區(qū)域，且寬度達(dá)到246m，外段550m屬“雙六”指標(biāo)以下區(qū)域，工作面寬度為132m，故里段810m范圍是工作面瓦斯治理工作的重點(diǎn)區(qū)域，設(shè)計(jì)執(zhí)行穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯為主、順層鉆孔抽采煤層瓦斯為輔的區(qū)域防突措施，控制范圍為覆蓋整個(gè)工作面，但是由于工作面較寬，且工作面煤層賦存不穩(wěn)定，不論順層鉆孔還是穿層鉆孔均不能有效控制工作面全部范圍，不排除因煤層賦存、地質(zhì)構(gòu)造、組織管理及現(xiàn)場條件等各種因素造成區(qū)域防突措施執(zhí)行不到位的情況，為工作面回采期間的瓦斯防治工作埋下安全隱患，因此工作面在回采過程中必須執(zhí)行一系列采中瓦斯治理措施，彌補(bǔ)區(qū)域瓦斯治理工作的短板。

3 措施采取

為解決以上問題、保證工作面正常回采，經(jīng)過現(xiàn)場考察、反復(fù)研究分析，決定在遵從《煤礦安全規(guī)程》與《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，從以下幾點(diǎn)入手：

（1）根據(jù)工作面瓦斯涌出情況，優(yōu)化回采工藝，合理組織生產(chǎn)，嚴(yán)格按照工作面瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評判報(bào)告中核算的日推進(jìn)度、日動用煤炭儲量、回風(fēng)瓦斯?jié)舛鹊认嚓P(guān)數(shù)據(jù)組織生產(chǎn)，同時(shí)將工作面的割煤、拉架、放煤等工序分開進(jìn)行，杜絕瓦斯集中涌出；

（2）工作面回采過程中堅(jiān)持執(zhí)行上隅角埋管抽采措施，利用鋼管埋至采空區(qū)，末端打花眼，鋼管外段與鋼絲軟管連接，之后與瓦斯抽放系統(tǒng)、瓦斯抽放泵站連接，泵站額定能力94m3/min，正常抽放期間抽放濃度2%，抽放純量0.45m3/min。具體如圖：

（3）堅(jiān)持在超前工作面上順槽50m以外施工巷旁高位鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采，鉆孔孔徑94mm，傾向方向控制工作面上口以下50m范圍，垂直高度控制煤層頂板以上10～20m范圍，走向方向每9m布置1組，每組6個(gè)鉆孔，采用“兩堵一注”封孔工藝進(jìn)行封孔，封孔段長度為煤巖交接處以里5m，全程下護(hù)孔管，正常抽放期間抽放濃度為15%，抽放瓦斯純量5.6m3/min。詳見下圖：

（4）利用底抽巷密閉埋管進(jìn)行瓦斯抽放。由于工作面設(shè)計(jì)傾向?qū)挾容^寬，在工作面中部布置有兩條底抽巷，前期施工了穿層預(yù)抽鉆孔，隨工作面的回采，底抽巷受采動影響，底抽巷變形嚴(yán)重，人員無法進(jìn)入，不能維護(hù)瓦斯抽放系統(tǒng)，導(dǎo)致內(nèi)部穿層鉆孔不能執(zhí)行動壓區(qū)抽放，礦井被迫將底抽巷進(jìn)行密閉，但是在密閉前將底抽巷內(nèi)的穿層鉆孔聯(lián)網(wǎng)埋線管拆除，保持敞口狀態(tài)，并在上底抽巷口的密閉處利用直徑250mm的鍍鋅螺旋管進(jìn)行埋管抽放內(nèi)部瓦斯，正常抽放期間抽放濃度為4%，抽采純量1.6m3/min。

（5）充分利用動壓區(qū)順層鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放，工作面前期在上、下順槽內(nèi)施工的順層鉆孔在抽放一定時(shí)間后，濃度逐漸衰減，失去抽放意義，但隨著工作面的逐步推進(jìn)，煤體受采動影響，煤體發(fā)生裂隙后增加煤層透氣性，在距離切巷5～100m范圍內(nèi)（動壓區(qū)）的順層鉆孔抽放濃度再次上升，瓦斯抽放效果明顯，故該部分鉆孔在臨近切巷時(shí)，暫不回收，而是再次開啟，抽放效果對比如下：

4 下一步工作計(jì)劃

針對13071該工作面回采期間的瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)分析，未來的工作中將從以下幾方面完善工作面瓦斯治理技術(shù)。

（1）在工作面設(shè)計(jì)時(shí)必須合理規(guī)劃底抽巷工程。綜合考慮其掩護(hù)范圍、預(yù)抽時(shí)間、穿層鉆孔工程量等情況，科學(xué)合理選擇底抽巷布置層位，盡量實(shí)現(xiàn)既可掩護(hù)煤巷條帶范圍，亦可掩護(hù)回采區(qū)域范圍。

（2）加強(qiáng)底抽巷工程支護(hù)強(qiáng)度，延長底抽巷使用期限，充分發(fā)揮底抽巷內(nèi)穿層鉆孔的抽放瓦斯效果，避免因巷道支護(hù)強(qiáng)度不夠造成巷道發(fā)生片幫、冒頂，影響瓦斯抽放工作的開展。

（3）通過外出學(xué)習(xí)或自身摸索底抽巷內(nèi)水煤處理工藝，盡快實(shí)現(xiàn)底抽巷穿層鉆孔執(zhí)行水力沖孔期間的水煤連續(xù)性、自動化處理，為穿層鉆孔的高效施工提供便利。

5 結(jié)論

通過上述一系列技術(shù)措施與組織管理，最終保證了白坪煤業(yè)公司13071工作面的順利回采，大大降低了回采期間的瓦斯涌出量，實(shí)現(xiàn)了安全、高效生產(chǎn)。主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）工作面回風(fēng)瓦斯?jié)舛认陆得黠@，平均濃度由原先的0.52%下降至0.33%，按照配風(fēng)量為2200m3/min核算工作面風(fēng)排瓦斯涌出量減少了4.18m3/min。見下圖：

（2）工作面日產(chǎn)量較執(zhí)行措施前增加明顯，由原先的日產(chǎn)量不超過3620t增加至最高的5563t，保證安全的前提實(shí)現(xiàn)了工作面的高效生產(chǎn)，為公司帶來了非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，在現(xiàn)有區(qū)域性瓦斯治理技術(shù)基礎(chǔ)上，上述幾項(xiàng)技術(shù)措施與組織管理是工作面回采期間瓦斯治理的關(guān)鍵措施，尤其對于大斜長回采工作面，可快速、有效的降低工作面風(fēng)排瓦斯量，為工作面高效生產(chǎn)提供基礎(chǔ)條件。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李曉民.《突出礦井綜采工作面瓦斯治理技術(shù)研究與應(yīng)用》，中國煤炭科技，2014（08）.

[2]何希霖.《高瓦斯礦井綜采工作面瓦斯治理技術(shù)研究》山東煤炭科技，2009（05）.