高瓦斯低透氣性煤層瓦斯綜合治理的實踐

李道華

（安徽理工大學能源與安全學院，安徽 淮南 232001）

高瓦斯低透氣性煤層瓦斯綜合治理的實踐

李道華

（安徽理工大學能源與安全學院，安徽 淮南 232001）

低透氣性煤層高瓦斯綜采工作面的瓦斯治理，嚴重困擾綜采工作面高產高效能力的發揮，通過新集一礦210601工作面實踐深孔松動爆破、瓦斯抽放等措施，分析了深孔松動爆破對瓦斯治理效果的促動作用。

低透氣性；瓦斯治理；深孔松動爆破

DO I：10.3969/j.issn.1671-4733.2010.02.09

一 工作面概況

1 工作面基本情況

國投新集能源股份有限公司新集一礦210601綜采工作面系6＃煤層首采工作面，位于一采區西翼，西起D剖面線，東至-450m皮帶石門的6-1煤層保護煤柱，南起A剖面，北至B剖面，東臨6-1煤回風下山、運輸下山及中央石門，南面為阜淮鐵路保護煤柱，西、北部均為6-1煤未采區。工作面走向長為890m，平均斜長為161m，面積143 290m2。該面上方有1801、1803、1101、111103、1303和1305采空區，如圖1所示。

圖1 210601工作面平、剖面示意圖

6＃煤層總體為北～西北向單斜構造，煤層平均厚度為2.58m，煤層傾角7°～9°，平均8°。從工作面上下順槽揭露情況看：本工作面內有幾條落差較小的層滑斷層，受其影響在斷層附近均發育有不同程度的“構造變薄帶”，這些變薄帶對工作面的回采將帶來極為不利的影響。

2 通風、瓦斯情況

210601綜采工作面為“U”型通風系統，工作面風量試采期間為800m3/min，初次放頂以后，工作面風量為1 200～1 500m3/min。

210601綜采面采用單一走向長壁后退式采煤方法回采，機械化采煤一次采全高，全部垮落法管理頂板。

6＃煤層煤塵具有爆炸性，煤塵爆炸指數為29.6％；煤層自然發火期為3～6個月。

210601綜采工作面正常生產時，工作面回風流瓦斯濃度一般在0.24％～0.5％，瓦斯涌出量3.7～7.8m3/min；如遇周期來壓或架前片幫，則回風側瓦斯嚴重超限，瞬間瓦斯濃度達8％～10％，據統計，該工作面自投產以來，共出現瓦斯超限十數次，其中較為嚴重的有八次。

經過分析認為：210601工作面回采初期發生的片幫、底鼓、瞬間瓦斯超限主要是因為上部的1801、1803采空區對210601工作面的支承應力以及工作面本身的構造應力、移動集中支承應力、瓦斯壓力等綜合作用的結果。

二 瓦斯治理措施

1 210601綜采工作面回采初期的瓦斯治理

210601機、風巷在掘進過程中，瓦斯涌出量較大，其瓦斯絕對涌出量在2m3/min以上，并伴有超限現象，因此在工作面回采初期主要采取了以下措施治理瓦斯：

根據綜采面巷道布置情況，沿工作面推進方向，在210601回風巷布置抽放瓦斯鉆場，鉆場間距48～64m，累計施工12個鉆場，第一個鉆場布置在距工作面約95m處；第12個鉆場距風巷外口約135m；在每個鉆場內，沿6＃煤頂板向工作面上隅角方向打3～4個鉆孔，鉆孔長50～70m，鉆孔終孔點在工作面上方5～8m，呈扇形布置，輻射范圍在上隅角往工作面20m以內。

抽放的瓦斯濃度7％～21％左右，抽放混合流量在16～23m3/min，抽放瓦斯純量在1.5～4.5m3/min，截止12月26日，累計抽排瓦斯量約16萬m3，抽放后，其上隅角及回風巷瓦斯超限次數在為減少。

采取超前卸壓鉆孔釋放瓦斯。10月8日中班，由于地應力的影響，工作面發生架前片幫、底鼓（工作面運輸機抬起約100mm）并伴隨瓦斯涌出突然增大，其回風流瓦斯濃度達3％，隨后工作面總共發生了13次瓦斯超限。采用超前卸壓鉆孔進行卸排，利用巖石電鉆每1～2架沿工作面傾斜方向打順層鉆孔，超前卸壓鉆孔孔深7.2～8.4m，經過實施取得了一定的效果。

提前施工泄排聯巷。11月6日在工作面前方40m的機巷掘進一泄排聯巷預排瓦斯，并取得了較好的效果。

2 采用深孔松動爆破技術治理瓦斯

在采取上述措施后，工作面及其回風巷瓦斯超限次數有所減少。但由于工作面推進速度較快、移動集中支承應力等諸多因素的影響，工作面仍存在片幫、冒頂、瓦斯超限現象，經研究決定與安徽理工大合作，采取深孔松動爆破措施解決瓦斯問題。

在工作面每5～6m打一個爆破孔，孔深8～12m，孔徑為42mm；

使用專用被筒炸藥、瞬發雷管進行爆破，由安徽理工大教授現場指導操作，截止2004年12月24日，共施工鉆孔129個，消耗專用炸藥753.5m。

表1 210601綜采工作面松動爆破情況

三 結果分析

經采取深孔松動爆破措施后，工作面地應力得到了釋放，工作面基本杜絕了片幫、瓦斯超限現象的發生（僅在12月21日，工作面推至集中區時，曾出現一次片幫底鼓），瓦斯超限影響時間由采取措施前的63h降到0.2h，工作面日推進度由原來的1～2刀煤增加到6～8刀煤，經濟效益十分顯著。

210601工作面采取深孔松動爆破措施后，炮眼周圍的煤體破裂松動形成卸壓圈，煤層透氣系數增大，瓦斯得以排放，瓦斯壓力下降，集中地應力得以釋放或前移，煤的堅固性提高。但深孔松動爆破后卸壓釋放出來的瓦斯又涌入到開采空間，瓦斯含量高的工作面易造成瓦斯長時間超限；210601工作面無瓦斯基礎參數并且在措施實施過程中無打檢驗孔，不能測定爆破有效半徑及定量分析措施的效果，故以后實施深孔松動爆破措施時打檢驗孔。

四 結論

深孔松動爆破有效地防止了因地應力、構造應力、瓦斯壓力引起的片幫及瓦斯超限現象，效果非常明顯。

深孔松動爆破適用于煤質較硬、突出強度較小的煤層。

［1］國家安全生產監督管理總局，國家煤煤礦安全監察局.煤礦安全規程［M］.北京：煤炭工業出版社，2010.

［2］李建銘.煤與瓦斯突出防治手冊［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2006.

［3］王省身.礦井災害防治理論與技術［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1986.

TD712

B

1671-4733（2010）02-0035-02

2010-06-01

李道華（1970-），男，安徽濉溪人，工程師，從事煤礦安全管理工作，電話：15903999798。