綜采工作面仰采時采空區及上隅角瓦斯治理實踐

劉振東

隨著礦井不斷向深部開采，以及綜放工作面產量不斷增加、工作面推進速度加快，U型通風綜采工作面仰采時采空區內的瓦斯大量溢出至工作面及上隅角，嚴重制約著礦井的安全高效生產。

1 工作面概況

袁店一井煤礦位于安徽省淮北市濉溪縣五溝鎮境內，主采煤層32、72、81、82、10煤均為突出煤層。1032工作面煤層賦存較穩定，煤層厚度3.73～5.76m，平均4.6m。工作面整體傾角5～18°，平均13°，淺部角度較緩，深部稍陡。工作面里段面寬118m，外段面寬153m，推進長度464m，回采范圍標高-720～-835m。該工作面開采10煤層，上覆中組煤有72、81、82煤層，與10煤層間距71.87～91.19m，平均78.47m。

1032工作面屬突出危險區。在1033機巷車場C4點前10.3m實測最大瓦斯壓力2.3MPa（-704.6m），在1032機抽巷13#鉆場實測最大瓦斯含量為8.8414m3/t（-826.5m）。

2工作面上隅角瓦斯含量增加的原因

工作面與采空區有了高差，當具有高差時產生“瓦斯風壓”的自然上升力，必然使上隅角采空區內含高濃度瓦斯的空氣向上隅角運移;U型通風方式上隅角受采空區流場作用自然是瓦斯的匯聚點;上隅角處于工作面和采空區內部漏風兩股風流拐角匯合處，且受支架和下幫煤壁的阻隔呈渦流狀態，所以易于瓦斯積聚造成瓦斯超限，尤其仰采瓦斯密度小更為明顯。

3工作面采空區上隅角瓦斯治理方法

為加強采煤工作面回采期間瓦斯治理，除工作面機巷、風巷順層鉆孔、底板穿層卸壓鉆孔繼續抽采外，采用斜交孔、定向高位鉆孔、定向上向攔截鉆孔、地面井和老塘埋管抽采采空區以及上覆煤層卸壓瓦斯。

3.1順層鉆孔預抽措施

在1032機巷、1032風巷分別使用ZDY6500LP和ZDY3200S型鉆機施工順層鉆孔，鉆孔間距為1.5m，壓茬不小于10m。對工作面內賦存瓦斯進行預抽，待消除突出危險后方可回采。機巷累計施工鉆孔20118m/261個;風巷累計施工鉆孔19230m/246個。

3.2老塘埋管抽采上隅角瓦斯

沿工作面風巷敷設一趟10吋（250mm）瓦斯管路，邁步埋設，壓茬5～10m埋管，管端加設T型站管距底板1.5m以上，用木垛進行保護。

3.3 高位走向長鉆孔抽采

工作面設計2個高位鉆場，高位鉆場內分別施工4個定向高位鉆孔，控制面內距里段風巷10～40m、外段風巷10～60m區域，孔底距煤層頂板15～20m，鉆孔孔深138～300m，鉆孔壓茬55m，孔徑113mm，鉆孔工程總量2200m;在1032風巷底抽巷聯巷處施工高位鉆孔控制外段工作面。

在工作面老頂初次跨落前及工作面對接前，在風巷各設計施工一組斜交鉆孔抽采冒落帶積存瓦斯，鉆孔終孔距煤層頂板3～5m，距風巷向下15～20m。

3.4上向穿層攔截鉆孔抽采

在工作面風巷高位鉆場上向穿層攔截鉆孔，攔截鉆孔按30×30m網格狀布置，孔徑113mm。1#鉆場施工35個鉆孔，2#鉆場施工46個鉆孔，鉆孔壓茬40m，鉆孔施工至82煤（見煤止），鉆孔封孔深度封至冒落帶5m以上，鉆孔工程總量19000m。

3.5風巷斜交鉆孔抽采

在風巷每隔50m施工1組斜交鉆孔，終孔點距離工作面頂板15～19m，用于抽采工作面采空區瓦斯。1032工作面共施工5組斜交鉆孔，鉆孔壓茬30m，采用直徑50 mmPE管“兩堵一注”封孔工藝進行封孔，封孔管長度不小于18m，封孔材料為聚氨酯、膨脹水泥。

3.6地面井抽采

1032工作面設計施工6口地面瓦斯井，第一口瓦斯井距切眼40m，距風巷30m;距1#井每隔70m布置2#、3#、4#井、距風巷30m;距4#井每隔90m布置5#、6#井、距風巷40m，設計工程量4700m/6口，用于抽采鄰近層卸壓瓦斯。

4 工作面回采期間瓦斯治理效果分析

4.1瓦斯抽采情況

工作面回采期間順層鉆孔、老塘埋管、高位定向鉆孔、上向攔截鉆孔、斜交鉆孔、地面井抽采瓦斯量見表-1。

4.2風排瓦斯情況

1032工作面日產量1800t/d，配風量2100m3/min，回風流瓦斯濃度0.4%以下。回采期間未發生一起瓦斯涌出異常現象。

5 總結

1032工作面通過采用多種抽采技術，全方位治理工作面及采空區瓦斯，提高了瓦斯抽采量，降低了回風流及上隅角瓦斯濃度，減少了工作面的瓦斯涌出量，保證了工作面安全回采的同時，又為地面瓦斯發電站提供了高濃度的瓦斯，節約了企業成本。

參考文獻：

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