淺談預抽和高位抽放瓦斯技術的應用

張盛祥,邱明華

（長春東煤高技術股份有限公司,吉林 延吉 133000）

1 概況

31903工作面位于礦井西部3采區，工作面走向長1300m，工作面長180m，煤層平均厚度為2.8m，煤層傾角5～100。煤層直接頂為細砂巖，厚7.3m，老頂為粗砂巖，厚14m。因為火成巖的侵入，使煤層厚度的不均勻，并讓火成巖的附近煤層受擠壓后變得破碎，該工作面進、回風巷在掘進期間瓦斯掘進涌出量平均3.48～5.06m3/min。在31903工作面初采至25m之間，該工作面瓦斯涌出量5.0m3/min左右，在采至25m后，由于老頂來壓，工作面涌出瓦斯突然增高，瓦斯涌出量達到11.62～16.84m3/min，周期來壓時，工作面瓦斯和上隅角涌出量時高時低。

2 瓦斯流動規律的分析

根據回采工作面礦山壓力規律的研究，隨工作面回采，在工作面垂直方向上形成三個帶,就是（1）冒落帶；（2）裂隙帶；（3）彎曲下沉帶。在水平方向上形成三個區，就是（1）煤壁支撐區；（2）離層區；（3）重新壓實區。這個受采動壓力場影響形成的裂隙空間，便成為瓦斯流動通道。通過鉆孔內的負壓，加速了瓦斯的流動，提高抽出瓦斯效果。

31903工作面瓦斯最主要來自于下覆19b#煤層，在鉆孔實施中，鉆孔不僅要穿透19b#煤層，還要實現對煤層瓦斯的預抽和工作面超前抽放，即工作面離鉆場還有一段距離時，能抽出高濃度瓦斯，這就說明煤層底板已有裂隙，成為瓦斯通道。這部分瓦斯顯然是本煤層和下覆19b #煤受采動后形成瓦斯解吸。解吸的瓦斯又通過煤壁裂隙和底板裂隙流入抽放鉆孔，使預抽和高位鉆孔能抽到高濃度瓦斯。

工作面離鉆孔較近時，抽放瓦斯濃度將變小，此時最好保留鉆場，可以接上抽放管路，抽放上隅角瓦斯。

3 瓦斯抽放的方法

3.1 瓦斯巷預抽瓦斯

根據以往在國內其它礦井治理鄰近層和采空區瓦斯的成功經驗，結合開采煤層的賦存條件的工作面巷道布置情況，分析研究采用旁側瓦斯巷治理鄰近層和采空區瓦斯。該方法是在31903工作面回風巷旁側30m處，延19#煤層或19b#開掘一條瓦斯巷。

（1）通過高壓注水泵驅動水流壓入煤層中，高壓壓裂后出現的裂隙，擴寬并伸展這些裂隙，進而在煤中產生更多的次生裂縫和裂隙，以便更好地形成大面積裂隙，增加煤層的透氣性，轉變瓦斯物理性質，同時增加煤體濕度，起到降塵作用。

（2）在瓦斯巷內施工鉆孔進行抽放，通過開采層的采動影響所形成裂隙在抽放負壓作用下截流鄰近層涌出的瓦斯，同時將工作面采空區瓦斯抽走，降低采空區和鄰近層向工作面瓦斯涌出，有效地解決上隅角瓦斯積聚和回風瓦斯超限問題。

圖1 瓦斯巷抽放瓦期

3.2 高位鉆孔抽放采空區瓦斯

高位鉆孔是增加鉆孔在裂隙帶的有效長度，利用穿層鉆孔抽放采空區裂隙帶的高濃度瓦斯，提高抽放效率。

抽放方法是沿煤層頂板向采空區方向呈扇形打6～8孔深為100～150m鉆孔，鉆孔終孔距工作面頂板的距離在8～25m（隨采高而變化），封孔后抽放裂隙帶及鄰近層瓦斯。

表1

圖2 高位鉆孔抽放采空區瓦斯

4 結束語

31903工作面通過瓦斯巷預抽瓦斯和高位鉆孔抽放采空區瓦斯，工作面未發生過一起瓦斯超限事故，工作面回風流中瓦斯濃度在0.4%左右，工作面上隅角瓦斯濃度最高0.9%，平均瓦斯濃度0.6%左右。實踐證明，我們采用瓦斯巷預抽瓦斯和高位鉆孔抽放采空區瓦斯方法，是解決高瓦斯礦井回采工作面瓦斯超限的有效方法。