高瓦斯煤層區域瓦斯治理方法研究

摘要：介紹了高瓦斯煤層區域瓦斯治理的方法，主要有本煤層瓦斯抽采、鄰近層瓦斯抽采、采空區瓦斯抽采、地面鉆井瓦斯抽采等，針對具體的高瓦斯煤層應結合具體的地質條件，選取合理的瓦斯抽采治理方法。

關鍵詞：高瓦斯煤層；底板巖巷；采空區瓦斯；鄰近層

煤礦抽采瓦斯是減少礦井和采區瓦斯涌出量的有效途徑。我國煤礦的瓦斯抽采方法大致可以分為以下五類：（1）開采層瓦斯抽采方法；（2）鄰近層瓦斯抽采方法；（3）采空區瓦斯抽采方法；（4）圍巖瓦斯抽采方法；（5）綜合抽采瓦斯方法。其中綜合抽采瓦斯方法是前四類方法中兩種或兩種以上方法的配合使用。

1 礦井瓦斯抽采泵及管網布置

1、瓦斯抽采泵布置

建有地面瓦斯抽采系統，由南翼抽采站和北翼抽采站組成，南翼抽采站有3臺抽采泵，一臺運行，兩臺備用；北翼抽采站由南、北管道抽采站組成，南北管道抽采站各有2臺抽采泵，一臺運行，一臺備用。

2、井下瓦斯抽采管網布置

南翼瓦斯抽采站管網系統：南翼抽采站→2號回風斜井→南回風大巷→南二集中回風巷→回風立眼→各瓦斯抽采點。

北翼瓦斯抽采站北管道管網系統：北翼抽采站→立眼→北膠帶大巷→南膠帶大巷→南二集中回風巷→回風立眼→各瓦斯抽采點。

2回采工作面鉆孔法瓦斯抽采

2.1 本煤層瓦斯抽采

2.1.1工作面順槽遞進式預抽回采區段瓦斯

回采工作面均采用順層鉆孔預抽本煤層瓦斯。鉆孔終孔間距初定5m，封孔深度應不小于9m，封孔管直徑大于50mm。根據礦方提供的數據，一號礦井3+4號煤層的透氣性系數均值為3.52～3.78 m2/（MPa2.d）；5號煤層的透氣性系數均值為1.99～2.23m2/（MPa2.d），均屬可以抽放煤層，當采用鉆孔直徑113mm，終孔間距5m時，預抽時間不得少于1.5年。

2.1.2 順層鉆孔煤層瓦斯抽采

如果回采工作面采用穿層鉆孔進行大面積預抽，鉆孔工程量太大，施工時間太長，經濟上極不合理。因此，本設計暫不考慮采用穿層鉆孔進行回采工作面大面積預抽，采用順層鉆孔進行回采工作面大面積預抽。采用鉆孔直徑為113mm，鉆孔終孔間距初定5m（根據實測抽放半徑進行調整），預抽時間不得少于1年。

2.2 鄰近層瓦斯抽采

2.2.1 裂隙帶鉆孔瓦斯抽采法

在綜采工作面軌道順槽施工上向集群孔，50m一組，每組5個孔，施工至8倍采高以上，實行大流量裂隙帶抽采，利用集群鉆孔的大負壓牽引瓦斯，從而達到抽采效果。

2.2.2 長距離大孔徑鉆孔瓦斯抽采法

基于預抽試驗取得的良好效果，利用VLD—1000型鉆機在北二采區實施了區域預抽，重點解決工作面掘進及回采期間的瓦斯問題。

2.4 采空區瓦斯抽采

2.4.1 密閉老空區插管抽采

首先在巷道中打密閉，然后將管子插入采空區直接抽采采空區瓦斯。密閉打在工作面回風順槽內，厚度3m以上。為了保證密閉的嚴密，煤壁和頂、底板的挖槽深度要大于0.3m。。

2.4.2 采煤工作面采空區埋管抽采

該法是在回采面回風巷上隅角、已采面閉墻內或留巷砌墻內提前埋設管路，將抽采管路保留在采空區直接抽采采空區瓦斯，所埋瓦斯管要用抗壓、抗靜電的瓦斯抽采管。

3 地面鉆井瓦斯抽采方法

地面鉆井瓦斯抽采是從地面施工鉆井至開采煤層，通過地面泵站抽采本煤層和鄰近層受采動影響產生的卸壓瓦斯和采空區瓦斯。地面鉆井既能超前抽采本煤層工作面前方受開采影響的卸壓瓦斯和采空區的高濃度瓦斯，又能抽采受采動影響的鄰近層卸壓瓦斯，并且由于其抽采的瓦斯濃度高、流量大而可以得到充分利用。

4 結論

介紹了高瓦斯煤層區域瓦斯治理的方法，主要有本煤層瓦斯抽采、鄰近層瓦斯抽采、采空區瓦斯抽采、地面鉆井瓦斯抽采等，針對具體的高瓦斯煤層應結合具體的地質條件，選取合理的瓦斯抽采治理方法。

參考文獻：

[1]肖峻峰，樊世星，盧平，陳洋洋，陳富. 近距離高瓦斯煤層群傾向高抽巷抽采卸壓瓦斯布置優化[J]. 采礦與安全工程學報，2016，33（03）：564-570.

[2]湯朝均，盛建發，宋潤權，張國峰. 切頂卸壓沿空留巷技術在高瓦斯煤層群中部煤層的應用[J]. 煤炭工程，2016，48（03）：39-41+45.

[3]黃敬恩，程志恒，齊慶新，季文博，張浪. 近距離高瓦斯煤層群采動裂隙帶瓦斯抽采技術[J]. 煤炭科學技術，2014，42（08）：38-41.

[4]趙杰，劉健，王新穎，劉全. 高瓦斯煤層高位鉆孔瓦斯抽采技術試驗研究[J]. 煤炭技術，2012，31（12）：72-74.

[5]方新秋，耿耀強，王明. 高瓦斯煤層千米定向鉆孔煤與瓦斯共采機理[J]. 中國礦業大學學報，2012，41（06）：885-892.

[6]弓美疆，池鵬，張明杰. 低透氣性高瓦斯煤層深孔控制預裂爆破增透技術[J]. 煤炭科學技術，2012，40（10）：69-72.

[7]盧平，王振平，肖峻峰. 高瓦斯煤層綜掘工作面瓦斯涌出特征及影響因素分析[J]. 遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2012，31（05）：590-594.

[8]張思學. 高瓦斯煤層瓦斯綜合抽采技術[J]. 煤炭技術，2010，29（02）：109-111.

[9]謝生榮，武華太，趙耀江，何富連，郭海東，袁勝軍. 高瓦斯煤層群“煤與瓦斯共采”技術研究[J]. 采礦與安全工程學報，2009，26（02）：173-178.

[10]袁亮. 低透高瓦斯煤層群安全開采關鍵技術研究[J]. 巖石力學與工程學報，2008，（07）：1370-1379.

[11]王佰順，傅昆嵐，胡祖祥. 高瓦斯煤層掘進工作面水力擠排瓦斯技術[J]. 煤炭科學技術，2008，（05）：56-58.

[12]周世寧，林柏泉，李增華. 高瓦斯煤層開采的新思路及待研究的主要問題[J]. 中國礦業大學學報，2001，（02）：3-5.

作者簡介：

祝文建（1986-），男，安徽碭山人，工程師。研究方向：瓦斯治理。