綜采工作面仰采時(shí)采空區(qū)及上隅角瓦斯治理實(shí)踐

劉振東

隨著礦井不斷向深部開采，以及綜放工作面產(chǎn)量不斷增加、工作面推進(jìn)速度加快，U型通風(fēng)綜采工作面仰采時(shí)采空區(qū)內(nèi)的瓦斯大量溢出至工作面及上隅角，嚴(yán)重制約著礦井的安全高效生產(chǎn)。

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(zhèn)境內(nèi)，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(wěn)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(jìn)長(zhǎng)度464m，回采范圍標(biāo)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(xiǎn)區(qū)。在1033機(jī)巷車場(chǎng)C4點(diǎn)前10.3m實(shí)測(cè)最大瓦斯壓力2.3MPa（-704.6m），在1032機(jī)抽巷13#鉆場(chǎng)實(shí)測(cè)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(qū)有了高差，當(dāng)具有高差時(shí)產(chǎn)生“瓦斯風(fēng)壓”的自然上升力，必然使上隅角采空區(qū)內(nèi)含高濃度瓦斯的空氣向上隅角運(yùn)移;U型通風(fēng)方式上隅角受采空區(qū)流場(chǎng)作用自然是瓦斯的匯聚點(diǎn);上隅角處于工作面和采空區(qū)內(nèi)部漏風(fēng)兩股風(fēng)流拐角匯合處，且受支架和下幫煤壁的阻隔呈渦流狀態(tài)，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(qū)上隅角瓦斯治理方法

為加強(qiáng)采煤工作面回采期間瓦斯治理，除工作面機(jī)巷、風(fēng)巷順層鉆孔、底板穿層卸壓鉆孔繼續(xù)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(qū)以及上覆煤層卸壓瓦斯。

3.1順層鉆孔預(yù)抽措施

在1032機(jī)巷、1032風(fēng)巷分別使用ZDY6500LP和ZDY3200S型鉆機(jī)施工順層鉆孔，鉆孔間距為1.5m，壓茬不小于10m。對(duì)工作面內(nèi)賦存瓦斯進(jìn)行預(yù)抽，待消除突出危險(xiǎn)后方可回采。機(jī)巷累計(jì)施工鉆孔20118m/261個(gè);風(fēng)巷累計(jì)施工鉆孔19230m/246個(gè)。

3.2老塘埋管抽采上隅角瓦斯

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

3.3 高位走向長(zhǎng)鉆孔抽采

工作面設(shè)計(jì)2個(gè)高位鉆場(chǎng)，高位鉆場(chǎng)內(nèi)分別施工4個(gè)定向高位鉆孔，控制面內(nèi)距里段風(fēng)巷10～40m、外段風(fēng)巷10～60m區(qū)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(fēng)巷底抽巷聯(lián)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(duì)接前，在風(fēng)巷各設(shè)計(jì)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(fēng)巷向下15～20m。

3.4上向穿層攔截鉆孔抽采

在工作面風(fēng)巷高位鉆場(chǎng)上向穿層攔截鉆孔，攔截鉆孔按30×30m網(wǎng)格狀布置，孔徑113mm。1#鉆場(chǎng)施工35個(gè)鉆孔，2#鉆場(chǎng)施工46個(gè)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(fēng)巷斜交鉆孔抽采

在風(fēng)巷每隔50m施工1組斜交鉆孔，終孔點(diǎn)距離工作面頂板15～19m，用于抽采工作面采空區(qū)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(jìn)行封孔，封孔管長(zhǎng)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(shè)計(jì)施工6口地面瓦斯井，第一口瓦斯井距切眼40m，距風(fēng)巷30m;距1#井每隔70m布置2#、3#、4#井、距風(fēng)巷30m;距4#井每隔90m布置5#、6#井、距風(fēng)巷40m，設(shè)計(jì)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(fēng)排瓦斯情況

1032工作面日產(chǎn)量1800t/d，配風(fēng)量2100m3/min，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.4%以下。回采期間未發(fā)生一起瓦斯涌出異常現(xiàn)象。

5 總結(jié)

1032工作面通過采用多種抽采技術(shù)，全方位治理工作面及采空區(qū)瓦斯，提高了瓦斯抽采量，降低了回風(fēng)流及上隅角瓦斯?jié)舛龋瑴p少了工作面的瓦斯涌出量，保證了工作面安全回采的同時(shí)，又為地面瓦斯發(fā)電站提供了高濃度的瓦斯，節(jié)約了企業(yè)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]董愷 淺談綜放工作面仰采時(shí)上隅角瓦斯治理 陜西煤炭 1671-749x（2016） 02-0097-03

[2]胡正坤 高位鉆孔治理采空區(qū)瓦斯 資源信息與工程2096-2339（2017）05-0086-02

[3]郭軍斌，衛(wèi)紅光 高位鉆場(chǎng)在綜采工作面瓦斯治理中的應(yīng)用與分析 煤礦現(xiàn)代化 1009-0797（2013）06-0043-03