煤礦綜采工作面上隅角瓦斯綜合防治技術

郝智慧

摘要：針對12306綜采工作面上隅角瓦斯超限問題，根據12306綜采工作面瓦斯涌出來源以及煤層賦存情況，采用采空區埋管以及高位瓦斯抽放鉆孔對上隅角瓦斯進行治理，應用效果表明，采用該綜合瓦斯治理措施之后，上隅角瓦斯濃度在檢修以及生產期間的瓦斯濃度從0.42%及0.7%，分別下降到0.28%及0.46%。采用的上隅角瓦斯治理措施有效降低了上隅角瓦斯濃度，可以確保回采工作面的安全推進。

關鍵詞：瓦斯治理;上隅角;埋管;高位鉆孔

上隅角是綜采工作面瓦斯容易出現超限部位，隨著回采工作面產量以及機械化開采水平的不斷提升，綜采面上隅角瓦斯聚集日益成為制約礦井安全高效生產的安全因素，同時還在一定程度上增加回采面瓦斯治理投入。根據有關統計資料，我國礦井瓦斯事故中，由于回采面瓦斯超限造成的瓦斯事故占據到總的瓦斯事故相當大比例，因此，需要采區各種防治措施，來降低回采面采空區瓦斯涌情況。

1工程背景

山西某礦12306綜采面位于礦井3采區南側，靠近井田南部邊界，回采面東部為3采區集中軌道巷，西側為12308回采面掘進巷道以及實體煤，北側為原12301回采面采空區。12306回采面設計的走向長度在1890m，傾斜長度為240m，開采的12號煤層厚度在3.8m，煤層瓦斯含量為7.6m3/t，回采面的回采巷道設計為矩形，巷道斷面為15m2，巷道沿著煤層底板進行掘進，通風采用U型通風方式。隨著12306綜采T作面的不斷推進，工作面相對瓦斯涌出量平均在3.8m3/min，最大瓦斯涌出量在4.2m3/min，隨著回采面推進距離的不斷增加，回風巷上隅角瓦斯涌出量有增高的趨勢，時常出現瓦斯濃度超過0.8%情況（以0.8%為標準，超過即認為超限），給礦井安全生產造成威脅。

2瓦斯涌出來源分析

12306綜采面瓦斯涌出來源主要有回采巷道煤壁、采空區、回采面煤壁以及鄰近的煤層瓦斯涌出等。回采巷道煤壁的瓦斯涌出量較小且瓦斯涌出較為穩定，不是造成回采面上隅角瓦斯超限的主要來源，回采面煤壁暴露的時間長，隨著割煤機切割及煤層頂板壓力作用，瓦斯涌出不均衡，且回采面風量較大，涌出瓦斯被通風及時帶走，難以出現瓦斯聚集;由于12號煤層與上部的8號煤層之間的距離超過50m，且8號煤層的瓦斯含量很低，臨近層瓦斯向12306回采面涌出的瓦斯量較小，不會造成回采工作面或者上隅角瓦斯出現超限。因此，綜合分析，回采面上隅角瓦斯超限主要是由于回采面漏風，攜帶大量的高濃度瓦斯涌向回采面回風巷道，因而造成回采面上隅角瓦斯濃度增加。

3上隅角瓦斯治理方案

在鄰近的12302、12304 工作面回采過程中先后采用過采空區埋管、專用瓦斯抽放巷等瓦斯治理措施，但是，都未從根本上杜絕回采面上隅角瓦斯超限問題，分析原因主要是由于埋管抽采的瓦斯抽采負壓參數設定不合理，頂板裂隙發育不規整，頂板瓦斯抽放巷難以對臨近層瓦斯涌出進行較好的攔截。根據相關研究成果及鄰近礦井的瓦斯治理經驗，在12306回采工作面采用采空區埋管、布置高位瓦斯抽放鉆孔等措施來對上隅角瓦斯進行治理。

3.1采空區埋管

對上隅角上部進行埋管，通過接人負壓來改變上隅角處的氣壓分布及采空區瓦斯向上隅角的涌出，從而達到對涌向回風巷的部分采空區瓦斯進行攔，有效的抑制回風巷上隅角瓦斯超限，根據相關瓦斯治理經驗，每隔25m布置一個聯絡巷，根據回采面上隅角瓦斯涌出情況，對瓦斯尾巷選擇性的密封，在瓦斯尾巷內埋設抽放管路，進而對采空區涌出的瓦斯進行抽放。具體的瓦斯抽放管路的布置如圖1所示。

3.2高位瓦斯抽采鉆鉆孔

采用高位瓦斯抽采鉆孔是一種煤礦井下常用的瓦斯抽放形式，不僅可以對鄰近層的瓦斯涌出進行攔截，而且還能對采空區內瓦斯進行抽放。具體布置的高位瓦斯抽放鉆孔如圖2所示。高位瓦斯抽放鉆孔的布置是從回采工作面的回風巷向12號煤層頂板施工瓦斯抽放鉆孔，利用由于回采造成的裂隙對瓦斯進行抽放，在抽放鉆孔抽放負壓的影響下，采空區內瓦斯沿著裂隙向抽放鉆孔內流入，再通過抽放管路被抽到地面或者礦井總回風巷中，以便對回采工作面瓦斯進行治理，解決上隅角瓦斯超限問題。布置高位瓦斯抽放鉆孔重要的幾個參數分別為垂直高度、鉆孔終孔間距、鉆孔直徑以及鉆孔類型、鉆孔深度、鉆場間距等。本次高位瓦斯抽放鉆孔的布置在12號煤層頂板上部20m左右;鉆孔間距能有效的影響高位瓦斯抽放鉆孔的抽放效果以及抽放效率，鉆孔間距過小會引起較大的生產投入，鉆孔間距過小則治理效果不明顯，根據12306回采面的基本地質情況，將高位瓦斯抽放鉆孔的終孔間距布置在Sm;布置長距離鉆孔深度在120m，短距離鉆孔深度在lOOm;布置高位瓦斯抽采鉆孔鉆場間距應能保證瓦斯抽放鉆孔能夠重疊20m以上，根據布置的鉆孔長度以及鉆孔傾角，高位瓦斯抽放鉆場的距離布置間距為50m。布置的高位瓦斯抽放鉆孔直徑為73mm。

4瓦斯治理效果分析

根據12306回采工作面的地質情況，制定了采空區埋管以及高位瓦斯抽放鉆孔的布置方式。具體的瓦斯治理效果如表l所示。從表中可以看出，回采工作面檢修期間的上隅角瓦斯濃度從0.47%，降低到0.24%，減低幅度達到約50%，上隅角處瓦斯濃度從生產期間的平均0.7%降低到0.46%，降低34.28%風排瓦斯量從23.78m3/min降低到17.6m3/min，風排瓦斯大大降低，表明采用的瓦斯治理措施取得良好的應用效果。

5總結

根據12306綜采工作面的地質情況及回采面瓦斯涌出情況，采用采空區埋管以及高位瓦斯抽放鉆孔方式對上隅角瓦斯進行綜合治理，應用結果表明，采用的治理方式可以有效的降低回采面檢修以及生產期間的上隅角瓦斯濃度，確保了回采面的安全生產。

參考文獻：

[1]任軍亮，尹斌.綜放工作面上隅角瓦斯綜合防治技術[J].山西科技，201 3，28（06）：66-68.

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