高抽巷瓦斯抽采技術在趙莊煤礦的應用

申晉偉

(山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司)

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高抽巷瓦斯抽采技術在趙莊煤礦的應用

申晉偉

(山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司)

摘要通過分析趙莊煤礦1307工作面瓦斯超限的原因，結合該工作面的實際情況，提出了采用高抽巷抽放瓦斯，在高抽巷抽放的基礎上輔助低位鉆孔抽放、千米鉆機施工高位鉆孔抽放等措施，有效解決了趙莊煤礦1307工作面及上隅角瓦斯超限的問題，保證了該工作面的安全回采。

關鍵詞瓦斯抽采高抽巷低位鉆孔高位鉆孔

趙莊煤礦1307工作面可采長度2 103 m，工作面走向長度232.5 m，回采時平均煤厚4.6 m。該工作面共布置有5條巷道，分別為13071巷、13072巷、1307底抽巷、1307-2#底抽巷、高抽巷。1307工作面煤層瓦斯含量最高12.73 m3/t，瓦斯殘存量2.65 m3/t。該工作面構造復雜，存在5處構造異常區和7處抽采盲區。初采期間采用“一進兩回”的通風方式，由13071巷進風，13072巷(原13064巷)和切眼底抽巷回風，上隅角瓦斯濃度較低。隨著工作面的回采，切眼底抽巷無法正常通風，為此，在1104巷道口斜坡處進行高抽巷密封，在密閉空間里嵌入2條抽放管路，連接到抽放系統中，進行全程密閉抽放。2014年10月2日推進60 m時對1307切眼底抽巷進行密閉，隨后1307工作面采用“一進一回”的U型通風方式，該通風方式易造成上隅角瓦斯超限，通過高抽巷抽采鄰近層和采空區瓦斯，可有效降低工作面和上隅角的瓦斯濃度，確保工作面安全回采[1-3]。

1趙莊煤礦1307工作面概況

1307工作面位于趙莊煤礦西北部一盤區，屬3#煤層，呈近水平分布，埋深560～620 m，位于山西組下部，自西向東回采。針對趙莊煤礦開采3#煤層透氣性低、瓦斯抽采率和抽采濃度低、鉆孔成孔難等問題，結合煤層綜合柱狀圖，擬開采太原組8-1#煤層(8-1#煤層上部距K5石灰巖3.50～14.12 m，平均8.07 m，)作為3#煤層的下保護層，保護層開采掩護工作面從1309工作面開始，故在開采保護層之前，需對1307工作面開展高抽巷及底抽巷的試驗工作。

2高抽巷瓦斯抽放

2.1高抽巷布置

根據趙莊煤礦3#煤層一盤區已掘巷道的實際情況，1307工作面高抽巷開口位于1104巷，北側為13071巷，南側為13064巷。巷道采用矩形斷面掘進并支護，開口前17 m區段采用大斷面支護方式，掘進寬度5 m，掘進高度4.5 m，掘進斷面積22.5 m2。進入平巷的位置距回風巷235.2 m，距13064巷34 m，高抽巷與頂板的垂距約50 m[4]。

2.2瓦斯抽放效果

在工作面回采前高抽巷已接通，對工作面切眼處的煤體瓦斯進行抽采，由于工作面煤體未破碎，涌出的瓦斯含量較低。由圖1～圖3可知：2014年12月的瓦斯日抽放量約60 000 m3，濃度約16%，此時的負壓約5 kPa。

圖1　1307高抽巷抽采負壓

在1307工作面試采階段，每天僅進行1班回采。2014年9月14日工作面機頭推進了22 m，機尾推進了12 m，由此可看出工作面在推進50 m左右時初次來壓，直接頂受壓破裂形成導氣裂隙帶，使鄰近層的瓦斯釋放出，受高抽巷的抽采負壓作用，進入高抽巷。2014年10月20日工作面推進約100m，采空區頂板完全垮落，導氣裂隙帶充分發育，高抽巷層位提升40 m，進入瓦斯聚集區，此時高抽巷的抽采濃度達15%，抽采純量23 m3/min，日抽采量達40 000 m3。從2014年11月28日起，日抽放量平均約60 000 m3，高抽巷瓦斯濃度約16%，負壓約5 kPa。由1307工作面瓦斯實時監測數據可知，在該工作面回采時，工作面瓦斯濃度上升，最大濃度達0.76%，工作面風量4 500 m3/min，最大絕對瓦斯涌出量34.2 m3/min，從2014年11月初開始，工作面風量調整為6 200 m3/min。

圖2　1307高抽巷抽采純量

圖3　1307高抽巷日抽采量

3低位瓦斯抽放鉆孔

為確保礦井安全，在1307工作面上順槽下幫每隔50 m開掘1個鉆場。在每個低位鉆場內采用鉆機向工作面上隅角方向設計施工5個鉆孔，分1排呈扇形分布，鉆孔的水平投影距高抽巷約10 m。低位鉆孔布置如圖4所示，具體參數見表1。

圖4　1307低位鉆場布置示意

鉆孔編號偏角/(°)仰角/(°)孔深/m1#4030622#4532653#5035704#5532655#603062

4千米鉆機施工高位瓦斯抽放鉆孔

千米鉆機施工地點位于13074巷13#橫貫內，使用VLD-1000型千米鉆機施工定向高位鉆孔，鉆孔的開孔方位角225°，傾角+18°，通過調控方位角和傾角，將鉆孔布置于3#煤層頂板上方厚50 m的層位，鉆孔在-192 m水平達到設計層位高度，繼續調控方位角，直至-378 m水平拐至與13074巷道平行，此時距1307高抽巷40 m，繼續施工鉆孔直至距當時的切眼50 m，鉆孔總進尺預計為501 m，使用“一堵一注”方式封孔。在平行13074巷段施工時須密切關注1307切眼位置，在距切眼50 m時停鉆(圖5)。通過千米鉆機施工高位瓦斯鉆孔，可配合高抽巷進一步抽放裂隙帶瓦斯，最大限度地減少回采面和煤層的瓦斯涌出。

圖5　高位瓦斯抽放鉆孔示意

5結語

針對趙莊煤礦1307工作面瓦斯超限的問題，采用高抽巷輔以低位鉆孔抽放、千米鉆機施工高位鉆孔抽放等技術手段，有效減少了鄰近層及采空區瓦斯涌出，將瓦斯濃度控制在0.8%以下，可供類似礦山參考。

參考文獻

[1]郭勇飛.高抽巷于頂板水平長鉆孔瓦斯抽采技術應用[J].現代礦業，2014(8)：141-142.

[2]張壯初.高瓦斯煤層開采中高抽巷的應用研究[J].現代礦業，2011(3)：14-16.

[3]秦帥. 高瓦斯綜放面走向高抽巷布置與抽采技術研究[D].徐州：中國礦業大學，2014.

[4]楊宏民，夏會輝，睢國慧，等.偽傾斜后高抽巷配合走向高抽巷瓦斯抽放技術[J].煤炭科學技術，2011(12)：40-43.

(收稿日期2015-10-16)

申晉偉(1976—)，男，高級工程師， 048000 山西省晉城市城區北石店鎮。

·實用技術·