112105綜采工作面動壓區瓦斯抽采規律探索與應用

李志君 楊成意 焦亞頂

摘 要：隨著礦井綜合機械化水平的提高和開采深度的增加，礦山壓力越來越大、煤炭資源日趨枯竭、老巷逐漸增多。為了最大限度地回收煤炭資源，深部煤柱回收、大巷跨采和抽采等特殊開采方法成為緩解深部產量壓力、實現老礦井可持續發展的重要措施。而實踐表明：瓦斯抽采綜合治理技術效果良好，解決了工作面回采期間瓦斯涌出量大的問題，保障了工作面的安全生產。采用合理科學的方式進行抽采作業也是礦產企業在發展過程中需要密切注意的方向。基于此，本文通過對煤礦112105綜采工作面瓦斯抽采規律及應用展開論述和探索。

關鍵詞：動壓區;瓦斯抽采規律;探索與應用

引言

采煤工作面開采過程中，圍巖破壞導致煤層之間含有的瓦斯氣體被釋放，聚集在工作面的角落和采空區，瓦斯濃度持續上升，嚴重威脅到工作面的安全生產。解決工作面上角和采空區瓦斯超限問題是實現高產高效采煤的重要措施。近年來，我國增加煤礦瓦斯災害防治工作，在瓦斯綜合治理排水利用領域取得了重大進展和成果。

1 礦井基本概況

登封市金星煤業有限公司（以下簡稱金星煤業）位于登封市潁陽鎮境內，隸屬于河南豫聯煤業集團有限公司，為股份制民營企業，證照齊全有效。設計生產能力30萬噸/年，井田面積1.4675km2。礦井屬煤與瓦斯突出礦井，絕對瓦斯涌出量8.33m3/min，相對瓦斯涌出量18.6m3/t;主采二1 煤層，采取了開采一7煤層下保護層區域防突措施，同時布置底板巖巷施工穿層鉆孔抽采二1煤層卸壓瓦斯進行瓦斯綜合治理。一7煤層平均厚度0.5m，煤層傾角平均28°，經鑒定為低瓦斯煤層;二1煤層平均厚度5.5m， 煤層傾角平均28°，為突出危險煤層;一7煤層、二1煤層均屬Ⅲ類不易自燃煤層，煤塵具有爆炸危險性。

2 工作面保護層開采情況

112105綜采工作面位于原1705保護層工作面上部，由于開采時間久遠，當時回采具體情況不詳，因此在112105綜采工作面回采過程中不能及時有效的掌握具體瓦斯涌出情況，為了掌握在回采過程中瓦斯的變化和相應的處理措施，在回采的過程中由防突科和技術科聯合共同探索和研究在回采過程中的瓦斯變化和相應的處理措施。

3 工作面概況

112105 綜采工作面地面位于礦井東部，相對地面標高+523m～+580m，地表位于丘陵山包地段，大致北高南低，無建筑物。西起11采區輔助運輸上山，東至11采區軌道上山。南臨原金星煤礦采空區，北部為未開采區域。

112105綜采工作面位于礦井11采區西翼，設計走向長度380米、傾斜長度115米，煤層傾角平均28°，工作面標高+176～+238m，采用走向長壁后退式采煤方法，平均煤厚5.5m，工作面下巷采用U型鋼支護，上巷采用工字鋼支護，工作面使用ZF3600/16/24型四柱單鉸點輕型支架支護， 全部垮落法管理頂板。工作面經區域瓦斯治理抽采達標后殘余瓦斯含量為5.32m3/t，殘余瓦斯壓力為0.36MPa。目前工作面上巷回風風量為870m3/ min，回采期間回風流瓦斯濃度為0.15～0.30%，采面絕對瓦斯涌出量為1.29～2.58m3/min。

112105綜采工作面平面圖如圖1所示。

4 動壓區瓦斯抽采觀測

在112105綜采工作面回采時，又提前在112105西底抽巷補打瓦斯抽采鉆孔，鉆場位于原鉆場之間，與原鉆場的間距為2.5m，每個鉆場設計施工10個鉆孔，鉆孔施工結束后及時封孔聯抽。

把112105綜采工作面切眼位置提前30m的鉆場全部打開進行聯抽觀測，測流工平均每周對所有的鉆孔進行一次全面測量。每天對112105西底抽巷的支巷孔板進行一次測量，每天將測量的結果報送至防突科，由防突科技術員進行分析總結。通過觀測，在距工作面切眼位置2m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的5%左右提高到70%～80%，在距工作面切眼位置5m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的2%左右提高到60%～70%，且抽采量單個鉆場約0.3m3/min;在距工作面切眼位置10m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的2%左右提高到40%～50%，且單個鉆場的瓦斯抽采量約0.2m3/min;在距工作面切眼位置20m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的2%左右提高到30%～40%，且單個鉆場的瓦斯抽采量約0.1m3/min;在距工作面切眼位置30m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的2%左右提高到10%～20%，單個鉆場的瓦斯抽采量約0.05m3/min。由此可以看出在112105綜采工作面回采期間，位于動壓區的瓦斯抽采影響變化大約在30m范圍內，抽采量變大的時間約為7-14天。根據觀測結果，在工作面回采期間需提前打開位于切眼位置30m左右的所有鉆孔。

5 治理成果

經采取措施后工作面瓦斯明顯降低，回采期間工作面內沒有出現明顯的瓦斯超限和動力現象。通過對動壓區瓦斯抽采規律的觀測，找出了動壓區瓦斯影響范圍約30m，位于30m外的鉆孔采取暫時關閉，保證在抽的瓦斯鉆孔負壓，確保了112105綜采工作面煤柱高瓦斯區域實現安全回采，2020 年該采面安全回采煤量約8萬噸，為完成礦井全年生產任務做出了努力。

6 經濟效益和社會效益分析

6.1 經濟效益

安全、高效的把煤炭回采出來就是煤礦企業最大的效益，超前治理應力影響區，控制采面瓦斯不超限，該采面2020年安全回采煤量約8萬噸， 創造經濟價值約3000萬元，保證了金星的正常安全生產接續。

6.2 社會效益

不論是開采保護層還是未開采保護層，我們摸索了動壓區瓦斯抽采規律、采面超前卸壓等技術，積累了大量現場經驗，提升了金星煤業的瓦斯和防突管理水平。

結束語

通過對112105綜采工作面動壓區的瓦斯抽采規律觀測，我們摸索出了動壓區的影響范圍，實現了安全生產，創造了人員素質提升、經濟效益和社會效益的三豐收，實現了礦井的采掘接替。

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