馬蘭礦10505綜采工作面瓦斯綜合治理應用

趙磐，陰永生，李春仁，涂育紅

（西山煤電集團有限責任公司馬蘭礦，太原 030205）

馬蘭礦10505綜采工作面瓦斯綜合治理應用

趙磐，陰永生，李春仁，涂育紅

（西山煤電集團有限責任公司馬蘭礦，太原 030205）

根據馬蘭礦10505工作面所采煤層瓦斯含量及鄰近煤層瓦斯含量計算出工作面回采期間的絕對瓦斯涌出量，分析了瓦斯來源，采取了瓦斯綜合治理措施，有效地確保了工作面正常回采，為類似工作面瓦斯治理提供依據。

綜采工作面；絕對瓦斯涌出量計算；瓦斯治理

1 工作面概況

馬蘭礦10505工作面對應地表位于后頭溝東南部，后梁上北東部，大溝以北，主要出露地層有P2S2、N2、Q2+3。蓋山厚度為330 m～509 m，平均厚度401m。兩巷均開口于南五采區02號煤進風軌道下山，軌道巷西北部間隔20 m～120 m為10503采空區，間隔40 m～140 m為10505底抽巷（已到位），間隔65 m～165 m為12503采空區；皮帶巷東南部間隔194 m～234 m為10509采空區；西南部暫無工程。10505工作面設計可采走向長1391 m，傾斜長177 m、163 m、76m，平均采高1.54 m、2.45 m，可采儲量48.27萬t。煤層賦存及煤質情況如表1所示。

2 工作面瓦斯涌出量計算

該綜采工作面瓦斯來源包括開采層瓦斯涌出和下鄰近層瓦斯涌出兩部分。

qc=q1+q2.（1）

式中：qc為回采工作面瓦斯涌出量，m3/t；q1為開采層瓦斯涌出量，m3/t；q2為鄰近層瓦斯涌出量，m3/t。

經計算可得，10505綜采工作面回采期間絕對瓦斯涌出量為14.6 m3/min，本煤層瓦斯涌出量為10.4 m3/min，占71%，下鄰近層2號煤層瓦斯涌出量為4.2m3/min，占29%，故該工作面必須采取抽采治理瓦斯措施。

表1 煤層賦存及煤質情況表

3 抽采工程

3.1本煤層鉆孔

10505工作面本煤層鉆孔從皮帶巷里程255m開始布置，每3 m施工1個，至皮帶巷里程1 400 m結束，共施工鉆孔433個，鉆孔傾角為煤層傾角(考慮到鉆孔施工過程中鉆桿下沉量，取鉆孔傾角大于煤層傾角0.5°)，由于10505工作面Ⅰ切眼長度由180m變更為80m，Ⅱ切眼長度由180m變更為160m，所以740 m～1 120 m段本煤層鉆孔孔深為150 m，1 120 m～1 400 m段本煤層鉆孔孔深為60 m，其他孔深為160 m。鉆孔開孔距巷道底板1.3 m～1.5m，孔徑為113mm。

3.2低位裂隙帶鉆孔

為有效治理10505工作面上隅角瓦斯，在10505皮帶巷每兩個高位裂隙鉆場之間補充施工一組低位裂隙帶鉆孔對上隅角進行抽采，10505工作面低位裂隙帶鉆孔設計平面示意圖，見圖1。

圖1 10505工作面低位裂隙帶鉆孔設計平面示意圖

在10505工作面皮帶巷內，從3號鉆場朝后退40 m位置開始（軌道巷里程1 112 m），每隔75 m朝切眼方向施工一組低位裂隙帶孔，共施工14組，每組布置5個鉆孔，1號、2號孔開孔于皮帶巷頂板，距巷幫分別為1m、2m，3號-5號孔開孔于巷幫與頂板夾角位置，開孔間距3 m；終孔垂高分別為4、5、6、7、8倍采高（采高按2.5 m計算）；其中1號孔平行于巷道布置，2號-5號孔終孔距回采幫距離分別為4 m、10 m、16 m、22 m，鉆孔孔深為70 m～75m，孔徑113mm。

3.3下鄰近層鉆孔

為治理10505底板瓦斯，根據煤層層位關系，外錯10505軌道巷44m提前沿下臨近2號煤層施工一條順槽作為10505工作面底抽巷，底抽巷全長1 400m。沿底抽巷朝10505工作面方向施工下臨近層鉆孔，治理10505工作面底板瓦斯。根據底抽巷的設計情況，將鉆孔布置如下：下臨近層鉆孔從10505底抽巷里程50m（里程從南八軌道大巷起算）開始施工第一個，以后每3 m施工一個，至里程1 331 m結束，共施工鉆孔428個；鉆孔垂直于巷道施工，孔深均為160 m，鉆孔傾角為煤層傾角，鉆孔開孔距巷道底板1.3m～1.5m，開孔、終孔孔徑均為113mm。10505底抽巷下臨近層鉆孔設計平面示意圖，見圖2。 3.4上隅角懸管抽采

圖2 10505底抽巷下臨近層鉆孔設計平面示意圖

工作面上隅角懸管采用跨步方式進行埋管，相鄰兩跨步間間距10m，當前一個懸管管路距支架1 m時，埋入后一個抽采管路，依此交替循環，直至回采完畢。

4 瓦斯治理效果分析

10505工作面于2015年3月5日開始回采，并于2015年12月5日回采完畢，對2015年3月5日至3月15日期間瓦斯濃度進行監測，將一天當中同一地點測值取最大并整理如下圖所示，其上隅角、回風巷、工作面瓦斯濃度，見圖3。

圖3 10505底抽巷下臨近層鉆孔設計平面示意圖

實際生產過程中，該工作面實配風量1 300 m3/min，工作面瓦斯濃度均低于0.4%，回風瓦斯濃度均低于0.5%，上隅角瓦斯濃度均低于0.8%，從分析結果來看，所設計的瓦斯治理方案合理，滿足工作面瓦斯治理要求，確保了該工作面的正常回采。

5 結束語

10505工作面瓦斯綜合治理，通過采用本煤層抽采、低位裂隙帶抽采、下鄰近層抽采和上隅角懸管抽采治理瓦斯及合理有效的通風措施，有效解決了工作面瓦斯問題，對類似工作面瓦斯治理有一定指導作用。

[1]周世寧，林柏泉.煤礦瓦斯動力災害防治理論及控制技術[M].北京：科學出版社，2007.

[2]錢鳴高，石平五.礦山壓力與巖層控制[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003.

[3]李賢忠，朱傳杰，劉洋，等.高位鉆孔瓦斯抽放技術的研究及應用[J].煤炭工程，2010（6）：38-41.

[4]王政偉.采空區瓦斯抽采技術在黃白茨礦的研究與應用[D].包頭：內蒙古科技大學，2011.

（編輯：武曉平）

Gas Control of No.10505 Fully-mechanized M ining Face in M alan M ine

ZHAO Pan,YIN Yongsheng,LIC hunren,TU Yuhong
(Malan Mine,Xishan Coal&Electricity Group,Taiyuan 030205,China)

Based on gas contentof the No.10505 working face and adjacent faces,the absolute gas emission rate was calculated in the process of caving.The gas source analysis and controlmeasurement effectively guaranteed the normal caving of the mining face,which could provide rationale for the gas control in the similar situation.

fully-mechanizedmining face;calculation ofabsolutegasemission rate;gascontrol

TD712

A

1672-5050（2016）06-036-04 DO I:10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.12.011

2016-04-28

趙磐（1986－），男，山西原平人，碩士，工程師，從事通風安全工作。