煤礦瓦斯綜合抽采技術(shù)在一號(hào)煤礦的應(yīng)用

郭彬彬

（黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦，陜西 延安 727307）

隨著煤礦企業(yè)開(kāi)采機(jī)械化程度的提高和礦井開(kāi)采深度的增加，工作面推進(jìn)速度加快，產(chǎn)量也越來(lái)越高，但隨之帶來(lái)的瓦斯涌出量也越來(lái)越大，高瓦斯礦井靠風(fēng)排和單一的瓦斯抽采方式已不能解決煤礦的瓦斯問(wèn)題，因此為了煤礦的安全生產(chǎn)，必須采用瓦斯綜合抽采技術(shù)，多種瓦斯抽采技術(shù)聯(lián)合使用才能解決高瓦斯礦井瓦斯問(wèn)題。煤礦瓦斯防治必須堅(jiān)持“應(yīng)抽盡抽、多措并舉、抽采平衡”的原則。

1 煤礦瓦斯綜合抽采技術(shù)

煤礦瓦斯抽采的技術(shù)方法較多，根據(jù)研究需要以及不同的劃分原則，瓦斯抽采方法大致分為以下三類：按照抽采與采掘的時(shí)間關(guān)系分為采前抽采、采中抽采和采后抽采；按照瓦斯的來(lái)源分為開(kāi)采層瓦斯抽采、鄰近層瓦斯抽采和采空區(qū)瓦斯抽采，其中開(kāi)采層瓦斯抽采又分為本煤層區(qū)域預(yù)抽、掘進(jìn)工作面抽采和回采工作面抽采；按抽采工藝分為井下鉆孔抽采、地面鉆孔抽采、巷道抽采、鉆孔巷道混合抽采、埋管抽采、插管抽采等，其中鉆孔抽采又分為順層鉆孔、穿層鉆孔、交叉鉆孔、高位鉆孔、長(zhǎng)距離定向水平鉆孔等。煤礦瓦斯綜合抽采及各種抽采方法的相互關(guān)系如圖1所示。由上述可知，煤礦瓦斯抽采方法較多，但在實(shí)際的應(yīng)用中，特別是高瓦斯礦井在選擇抽采方法和形式時(shí)，要考慮煤層情況、瓦斯來(lái)源、采掘工藝及抽采技術(shù)等因素，每一因素中又包含影響瓦斯抽采的子因素，因此應(yīng)根據(jù)煤礦企業(yè)的實(shí)際情況選擇多種抽采方法治理瓦斯。

2 煤礦瓦斯綜合抽采技術(shù)在一號(hào)煤礦的應(yīng)用

黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦為高瓦斯礦井，核定生產(chǎn)能力600萬(wàn)t/a，為單一煤層開(kāi)采，目前，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量高達(dá)160.82m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量12.68m3/t，瓦斯賦存情況呈現(xiàn)出不均衡性，局部瓦斯涌出異常。2010年一號(hào)煤礦開(kāi)始建立并逐步完善了瓦斯抽采系統(tǒng)，目前井下移動(dòng)瓦斯抽采泵站3個(gè)，地面分別在二號(hào)風(fēng)井、三號(hào)風(fēng)井和四號(hào)風(fēng)井建立了永久瓦斯抽采泵站，抽采能力達(dá)到2500m3/min。根據(jù)采前抽采、采中抽采和采后抽采的劃分原則，一號(hào)煤礦綜合瓦斯抽采如圖2所示。

圖1 煤礦瓦斯綜合抽采及各種抽采方法的關(guān)系

圖2 一號(hào)煤礦綜合瓦斯抽采框架圖

2.1 采前抽采

一號(hào)煤礦在順槽掘進(jìn)時(shí)施工了順層鉆孔，60m布置一個(gè)鉆場(chǎng)，每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)扇形布置4～7個(gè)本煤層預(yù)抽鉆孔，實(shí)現(xiàn)采前抽采。

2011年一號(hào)煤礦又引進(jìn)2臺(tái)千米鉆機(jī)等先進(jìn)設(shè)備，開(kāi)始本煤層區(qū)域預(yù)抽，主要通過(guò)在大巷或者在已掘進(jìn)完成的順槽內(nèi)向未開(kāi)采區(qū)域施工長(zhǎng)距離定向水平鉆孔，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的本煤層區(qū)域預(yù)抽，有效降低本煤層瓦斯含量，為以后掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)提供保障。

2.2 采中抽采

一號(hào)煤礦在采煤工作面形成后，除保留順層鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采外，在鄰近順槽內(nèi)向采煤工作面采空區(qū)施工高位鉆孔，一般45m布置一個(gè)高位鉆場(chǎng)，每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)扇形布置9個(gè)高位鉆孔，終孔高度距采煤工作面頂板在27～55m之間，隨著工作面推進(jìn)一般保留6個(gè)鉆場(chǎng)進(jìn)行高位裂隙抽采。

為了進(jìn)一步治理采煤工作面上隅角瓦斯問(wèn)題，在上隅角處敷設(shè)一趟瓦斯抽采管路進(jìn)行埋管抽采。

采煤工作面經(jīng)過(guò)多種抽采方法應(yīng)用，有效降低了采煤工作面瓦斯涌出量，瓦斯治理效果明顯。

2.3 采后抽采

采后抽采主要是在采煤工作面結(jié)束后，除保留2組高位鉆孔抽采外，在閉墻施工時(shí)，預(yù)留瓦斯抽采管，封閉施工結(jié)束后將預(yù)留的瓦斯抽采管連接至主抽采管路抽采采空區(qū)瓦斯，有效降低閉墻處瓦斯涌出量。

3 抽采效果評(píng)價(jià)

采煤工作面回采前，對(duì)采煤工作面抽采效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)依據(jù)《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)暫行規(guī)定》，具體如表1所示。

表1 瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)一號(hào)煤礦804、806、1003、621工作面進(jìn)行抽采效果評(píng)價(jià)，工作面日產(chǎn)量為9000t左右，可解析瓦斯含量0.43～0.85m3/t；殘余瓦斯壓力0.2～0.36MPa，殘余瓦斯含量0.45～0.87m3/t；工作面絕對(duì)瓦斯涌出量22.65～30.83m3/min，工作面瓦斯抽采率85.1%～89%；工作面風(fēng)速在1.35～1.62m/s，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.11～0.21%；礦井絕對(duì)瓦斯涌出量150.06～159.4m3/min，礦井瓦斯抽采率74.6%～85.7%。各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均滿足《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)暫行規(guī)定》中的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦通過(guò)對(duì)礦井采取綜合瓦斯抽采措施后，瓦斯抽采效果較好，從根本上解決了一號(hào)煤礦的瓦斯問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高瓦斯礦井的安全高效開(kāi)采。