極近距離煤層開采的瓦斯分源治理技術(shù)

王 廣 王天紅

(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司 十三礦，河南 平頂山 467000)

1 現(xiàn)場概況

為了增強本文研究的實用性與有效性，選擇了某一采煤現(xiàn)場作為研究對象。這一礦區(qū)開采的主要是9#與10#煤層，其煤層與煤層之間的平均距離大致為2.0m左右。其中，一般情況下，9#煤層的厚度都在0.45m～4.36m的范圍之內(nèi)，煤層的平均厚度大約為2.82m。從結(jié)構(gòu)的角度來看，這一礦區(qū)的煤層結(jié)構(gòu)相對簡單，屬于較為穩(wěn)定的煤層;而對于10#煤層而言，其厚度大致在0，89m～4.36m的范圍之內(nèi)，平均厚度達(dá)到了2.03m，這一煤層結(jié)構(gòu)也很簡單，與9#煤層同屬于較穩(wěn)定煤層。1001綜采面為10#煤層首采工作面，由于上覆9#煤層已經(jīng)全部開采完畢，因此本工作面屬于極近距離煤層下層煤開采。

2 瓦斯來源分析

(1)在對10#煤層進(jìn)行開采的過程之中，出現(xiàn)落煤瓦斯涌出的現(xiàn)象。當(dāng)采煤機在對煤進(jìn)行切割的過程之中，對媒體造成了較大程度上的破壞，同時，在綜采面不斷的推進(jìn)時，存在于煤體之中的瓦斯也隨之出現(xiàn)采落、運出的現(xiàn)象，且被釋放到回采空間之內(nèi)，這一過程表現(xiàn)出一定程度的穩(wěn)定性與持續(xù)性。被采落的煤呈現(xiàn)出塊粒狀狀態(tài)，且存在著一定程度上的差異，無論是大小還是形狀都不盡相同。這樣一來，煤體所暴露的面積就得到了較大程度上的增加，于此同時，瓦斯解析的強度以及速率也有所加速。在1001綜采工作面開采落煤的過程之中，瓦斯的涌出量占綜采面瓦斯總涌出量的較大比例，達(dá)到了25%～35%。這一狀況只在開采落煤事發(fā)生，針對這一現(xiàn)象，在對工作面風(fēng)量進(jìn)行計算的過程中，應(yīng)當(dāng)將這一點作為重點考慮對象。

(2)10#煤層煤壁瓦斯涌出。在相關(guān)的煤礦進(jìn)行投產(chǎn)之后，隨著綜采工作面的不斷推進(jìn)，新鮮煤壁也不斷的暴露在外，再加之礦山壓力以及地應(yīng)力等，當(dāng)這些因素共同作用時，就會對工作面前方煤體中的應(yīng)力平衡造成了一定程度上的破壞。同時，在這一狀態(tài)之下，壓力梯度便逐漸產(chǎn)生，并在此基礎(chǔ)之上逐漸形成了相應(yīng)的卸壓帶，卸壓帶的透氣性得到了大大的增強，進(jìn)而促使存在于煤層之中的瓦斯逐漸向工作面進(jìn)行涌入。在實際的研究中，我們發(fā)現(xiàn)10#煤層的絕對瓦斯涌出量相對較低，大約只占總瓦斯涌出量的10%～15%左右。針對這一現(xiàn)象，當(dāng)對相應(yīng)的瓦斯進(jìn)行一定程度的治理時，可以不必對煤壁瓦斯涌出進(jìn)行重點的研究。

(3)10#煤層采空區(qū)殘煤瓦斯析出。在對相關(guān)的工作面進(jìn)行一定程度上的開采時，往往會出現(xiàn)遺留煤的狀況，這一狀況時難以避免的。較之于正常的煤炭，這些遺留煤有所不同，它們大多體積較小，且多為破碎狀態(tài)。正是因為如此，使其具有較大的表面積，因此，這些破碎煤塊所析出瓦斯的可能性也相對較大，同時，瓦斯的析出量也較多。

3 綜采面瓦斯抽放技術(shù)方案

在上文的論述中，我們對瓦斯的來源進(jìn)行了一定程度上的分析，根據(jù)分析結(jié)果可以知道：在對這一工作面進(jìn)行開采時，瓦斯主要來自兩個方面，分別是落煤瓦斯的涌出以及采空區(qū)瓦斯的涌出。而對于落煤瓦斯而言，它的產(chǎn)生主要是由于采煤機對于煤壁的切割，目前狀況下，對于這一部分的瓦斯，尚不存在較為有效的措施對其進(jìn)行一定程度上的降低與控制。而對于9#煤層采空區(qū)而言，可以通過對瓦斯抽放的方式進(jìn)行一定程度的利用，并由此來對其進(jìn)行預(yù)抽處理，最終對降低采空區(qū)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行有效實現(xiàn)。

3.1 9#煤層采空區(qū)瓦斯預(yù)抽

為了對煤層采空區(qū)的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行一定程度上的降低，并對綜采面開采過程中由于頂板夸落之后而導(dǎo)致采空區(qū)瓦斯的涌出進(jìn)行有效的遏制，確定從1001回風(fēng)巷設(shè)置鉆廠向頂板901采空區(qū)施工傾斜高位瓦斯抽放鉆孔，并在此基礎(chǔ)之上對踩空區(qū)內(nèi)密閉的高濃度瓦斯進(jìn)行一定程度上的抽放。

3.2 9#煤層采空區(qū)瓦斯埋管抽放

為了對1001綜采面的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行一定程度上的降低，并在此基礎(chǔ)之上對采空區(qū)瓦斯涌入到上隅角造成瓦斯超限發(fā)生的可能性進(jìn)行有效減小。經(jīng)過我們的討論與研究，決定在1001回風(fēng)巷之上進(jìn)行相關(guān)的處理，處理主要為在1001回風(fēng)巷之上對瓦斯抽放管路進(jìn)行一定程度上的鋪設(shè)，這樣做的主要目的是對1001采空區(qū)的瓦斯進(jìn)行有效的抽放。

4 結(jié)束語

本文主要結(jié)合相應(yīng)的實例，對極近距離煤層開采的瓦斯分源治理技術(shù)進(jìn)行一定程度上的研究與分析。首先，對現(xiàn)場的概況進(jìn)行了闡述，然后在此基礎(chǔ)之上對瓦斯的來源進(jìn)行了有效的分析。最后從9#煤層采空區(qū)瓦斯預(yù)抽以及9#煤層采空區(qū)瓦斯埋管抽放兩個方面闡述了綜采面瓦斯抽放技術(shù)方案。希望我們的研究能夠給同行提供參考并帶來幫助。

［1］汪東生.近距離煤層群立體抽采瓦斯流動規(guī)律的模擬［J］.煤炭學(xué)報.2011(01)

［2］王海鋒，程遠(yuǎn)平，吳冬梅，劉洪永.近距離上保護(hù)層開采工作面瓦斯涌出及瓦斯抽采參數(shù)優(yōu)化［J］.煤炭學(xué)報.2010(04)

［3］胡國忠，王宏圖，李曉紅，涂曉東，張智明，沈永紅.急傾斜俯偽斜上保護(hù)層開采的卸壓瓦斯抽采優(yōu)化設(shè)計［J］.煤炭學(xué)報.2009(01)

［4］衛(wèi)修君，潘峰.平煤集團(tuán)公司瓦斯綜合治理技術(shù)［J］.中國煤炭.2005(06)

［5］袁亮著.松軟低透煤層群瓦斯抽采理論與技術(shù)［M］.煤炭工業(yè)出版社，2004