2145工作面瓦斯綜合治理技術(shù)研究及應(yīng)用

陳艷明

摘 要：隨著開采深度的不斷延伸，瓦斯成為制約生產(chǎn)的主要因素，以往工作中針對(duì)頂分層工作面瓦斯治理技術(shù)單一、但效果不甚理想，因此，針對(duì)今2145主采工作面進(jìn)行了綜合瓦斯治理技術(shù)研究，針對(duì)工作面回采過程中不同區(qū)域瓦斯涌出特點(diǎn)制定了綜合技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：2145 工作面 瓦斯 技術(shù)研究

中圖分類號(hào)：F272.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（b）-0064-01

我礦針對(duì)今2145主采工作面進(jìn)行了綜合瓦斯治理技術(shù)研究，針對(duì)工作面回采過程中不同區(qū)域瓦斯涌出特點(diǎn)制定了綜合技術(shù)方案，即上隅角采用大管徑埋管瓦斯抽放、頂板高位抽放巷裂隙帶瓦斯抽放、回采期間卸壓帶瓦斯抽放，具體實(shí)施情況如下。

1 工作面概況

1.1 工作面基本情況

2145工作面為214采區(qū)東翼第三個(gè)工作面，工作面西部為2143工作面采空區(qū)，東部為30采區(qū)邊界實(shí)體煤，南部臨近6F5斷層，北部為2146工作面實(shí)體煤。工作面內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層走向方位角3°～21°，煤層傾角21°～28°，平均傾角26°，煤層平均厚度為8.39 m，煤層底板標(biāo)高為-295～ -422 m；工作面平均采深547 m。

1.2 瓦斯賦存情況

根據(jù)河南理工大學(xué)于2006年10月份在2145底抽巷距二車場(chǎng)開口130 m位置測(cè)定了2145工作面原始瓦斯含量，測(cè)定結(jié)果為12.97 m3/t，工作面具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。2145工作面瓦斯抽采半徑2.73 m。2145工作面煤炭?jī)?chǔ)量為33.84萬t，瓦斯儲(chǔ)量約為438.9萬4m3。

1.3 采前瓦斯防治措施

由于六礦所采煤層為單一煤層，沒有保護(hù)層可開采，采前通過在45底抽巷布置穿層鉆孔和工作面上、下順槽布置密集順層抽放鉆孔預(yù)抽工作面回采區(qū)域瓦斯。

工作面上順槽設(shè)計(jì)下向鉆孔兩排，共計(jì)個(gè)21鉆場(chǎng)，378個(gè)鉆孔。鉆孔平均深度60 m，鉆孔工程量22680 m，鉆孔于2012年3月份開始施工。下順槽設(shè)計(jì)上向鉆孔兩排，共計(jì)個(gè)19鉆場(chǎng)，190個(gè)鉆孔，鉆孔工程量14250 m，后又在下順槽雙排鉆孔的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)第三排抽放鉆孔，共計(jì)個(gè)19鉆場(chǎng)，190個(gè)鉆孔，鉆孔工程量14250 m。鉆孔平均深度75 m，根據(jù)鶴煤集團(tuán)工程技術(shù)研究中心測(cè)定該工作面瓦斯含量報(bào)告數(shù)據(jù)，殘余瓦斯含量最大值為7.69 m3/t。

2 回采期間瓦斯綜合治理措施

2.1 上隅角治理技術(shù)措施

上隅角瓦斯主要由采空區(qū)涌出，瓦斯量相對(duì)較大，我礦在上順槽敷設(shè)16寸螺旋鋼管一趟，每隔3 m管路加裝1個(gè)三通，管路端頭焊接一個(gè)高1.5 m，寬1.5 m的10寸干字型管，干字形管瓦斯進(jìn)氣口加裝柵欄以防止高負(fù)壓抽放期間雜物進(jìn)入主管路內(nèi)，工作面推至干字形管前在該位置打設(shè)木垛。上隅角瓦斯抽放系統(tǒng)由北七瓦斯泵站1號(hào)泵帶抽，瓦斯泵型號(hào)為2BEC-52，抽放能力200 m3/min，由于采用了大功率瓦斯抽放設(shè)備、大直徑瓦斯抽采管路，抽出瓦斯?jié)舛取⑼咚钩榉帕看蠓忍岣摺３榉艥舛冗_(dá)到4%，抽放混量達(dá)到107 m3/min。由相比其他工作面上隅角瓦斯抽放，抽放濃度提高了2%～3.5%，抽出混量提高了30～40 mm3/min。

2.2 頂板高位抽放巷裂隙帶瓦斯抽放

頂抽巷裂隙帶瓦斯抽放的機(jī)理是工作面回采過程中會(huì)導(dǎo)致頂板巖層卸壓，并在采空區(qū)形成瓦斯流動(dòng)和運(yùn)移的“O”型圈裂隙帶，由于瓦斯分子重量低，相當(dāng)一部分瓦斯在浮力作用下沿裂隙帶向高位置移動(dòng)，頂板高位抽放巷的作用就是以工作面回采采動(dòng)壓力所形成的頂板裂隙作為通過來抽放工作面煤壁及采空區(qū)涌出的瓦斯。2145頂板抽放巷平行回風(fēng)順槽布置，平距22 m，巷道底板距二1煤層頂板25 m，由三水平回風(fēng)暗斜井開口掘進(jìn)，巷道總工程量826.62 m，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，巷道規(guī)格2.6 m×2.4 m，凈斷面積5.51 m2。由于2145頂板巷距離2145切眼較遠(yuǎn)（約60 m），在2145工作面初采期間無法實(shí)現(xiàn)高位裂隙抽放，瓦斯涌出量預(yù)計(jì)較大，為防治出現(xiàn)局部瓦斯聚集，采空區(qū)瓦斯涌出異常現(xiàn)象，保證2145工作面初采期間安全生產(chǎn)，在2145頂板抽放巷窩頭處設(shè)計(jì)了高位裂隙鉆孔，鉆孔設(shè)計(jì)兩排共12個(gè)，通過鉆孔對(duì)初采期間采空區(qū)瓦斯進(jìn)行預(yù)抽。頂板高位抽放巷裂隙帶瓦斯抽放由北七瓦斯泵站2號(hào)泵帶抽，瓦斯泵型號(hào)為2BEC-52，抽放能力200 m3/min，初采期間抽放濃度達(dá)到10%～12%，抽放混量160 m3/min，目前抽放情況為抽放濃度2%，抽放混量120 m3/min。

2.3 卸壓帶瓦斯抽放

卸壓帶瓦斯抽放的機(jī)理是工作面在回采過程中，煤體的應(yīng)力平衡被打破，為趨于新的平衡，工作面前方煤體應(yīng)力會(huì)重新分布，一定范圍內(nèi)的煤體應(yīng)力降低、裂隙溝通致使煤層透氣性增加，而鉆孔的瓦斯抽放量不僅與抽放時(shí)間有關(guān)，而且主要取決于煤層透氣性，隨著工作面向前推進(jìn)，其前方一定范圍內(nèi)煤體卸壓，煤體裂隙進(jìn)一步溝通，吸附瓦斯向前游離的轉(zhuǎn)化加大，即處于采動(dòng)影響卸壓范圍內(nèi)，鉆孔瓦斯抽放量必然出現(xiàn)新的提升。為進(jìn)一步提高工作面瓦斯治理效果，回采期間我礦在距工作面20～50 m范圍內(nèi)進(jìn)行了卸壓帶瓦斯抽放，且保證了卸壓帶范圍內(nèi)使用有鉆孔施工并抽放。由于上順槽采前已施工大量抽放鉆孔，為提高卸壓帶鉆孔抽放負(fù)壓，我礦將卸壓帶范圍內(nèi)鉆孔帶抽至移動(dòng)泵站，目前由北七泵站1號(hào)泵擔(dān)負(fù)抽采任務(wù)，現(xiàn)抽放濃度15%，抽放負(fù)壓15 kPa，抽放純量0.82 m3/min。

3 結(jié)論

由于采取了切實(shí)可靠的瓦斯綜合治理技術(shù)措施，工作面回采至今未發(fā)生一次瓦斯超限事故，瓦斯治理效果明顯，工作面瓦斯?jié)舛然痉€(wěn)定在0.12～0.25%之間，回風(fēng)濃度保持在0.24～0.3%左右，通過工作面瓦斯綜合治理措施的采取，工作面月平均單產(chǎn)達(dá)到了5.2萬噸以上，經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

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