野青保護層瓦斯綜合治理技術應用

李陽

摘 要 羊東礦4#煤層工作面回采期間主要采用Y型或U型通風方式。由于很多情況下4#煤層工作面回采期間不具備Y型通風方式，只能采用U型通風方式。U型通風方式下，工作面上隅角及回風巷瓦斯容易積聚，為工作面瓦斯治理工作帶來非常大的困難。因此，開展U型通風方式下野青保護層工作面回風巷瓦斯綜合治理技術研究時十分必要的。

關鍵詞 野青保護層 瓦斯綜合治理 技術應用

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A

1概況

8466工作面煤層為石炭系太原組4號煤（野青煤），厚度1.0～1.8m，平均厚度1.4m，無夾石，局部有結核。該工作面為野青保護層工作面，工作面平均傾斜長度為186m，采用U型通風方式。由于8466工作面上回風巷內鉆孔施工較早，塌孔較為嚴重，工作面瓦斯抽采濃度及抽采量較小，嚴重威脅該工作面安全生產。為解決8466工作面回采期間上隅角及回風巷瓦斯隱患，經過反復研究決定，采用在運料巷布置網格式走向長鉆孔的方法治理工作面瓦斯，保證了沿工作面走向每排鉆孔都能充分及時劫抽上覆大煤卸壓瓦斯，工作面瓦斯抽采量大大增加，很好地解決了8466工作面回采期間的瓦斯隱患。

2 8466工作面原瓦斯治理措施

8466工作面原瓦斯治理措施：采用U+L型通風，工作面在上回風巷內施工穿層鉆孔抽采上覆大煤（被保護層）卸壓瓦斯。

2.1 8466工作面原通風系統

8466工作面于2015年8月1日開始回采，工作面初采期間采用U+L型通風方式，溜子道、運料巷外段為進風，運料巷里段、上回風巷為回風，其中上回風巷為專用排瓦斯巷。

2.2 8466工作面瓦斯抽采系統

2.2.1抽采管路布置

8466工作面上回風巷內敷設兩趟抽采系統，一趟地面瓦斯庫抽采系統（管徑250mm），一趟地面電廠抽采系統（管徑200mm），其中 250mm管路為高濃度瓦斯抽采管路， 200mm管路為低濃度瓦斯抽采管路。

2.2.2抽采鉆孔布置

8466上回風巷共布置60個鉆場，鉆場間距15～20m，每個鉆場布置4～6個鉆孔，鉆孔在水平面上呈扇形布置，各鉆孔終孔穿過大煤進入頂板1米，各鉆孔孔底間距為10米，鉆孔沿傾向距運料巷最大距離為37m，鉆孔沿走向控制距離為37m，鉆孔孔徑為94mm。

2.3瓦斯治理效果

8466工作面初采期間，上回風巷內鉆孔抽采濃度及抽采量均不大（總濃度為20%～30%，純量為1.5m3/min～3m3/min），上回風巷內瓦斯不穩定，最大時達0.8%，工作面風排瓦斯量大。根據保護層工作面開采后應力分布規律，采空區外側10-30m范圍為應力增加區。經分析，上回風巷與運料巷間距為22m，在增壓區范圍內，極易造成鉆孔塌孔，且上回風巷內瓦斯鉆孔沿工作面走向及傾向控制范圍較小，鉆孔施工時間較早，鉆孔抽采效果差。

3 8466工作面瓦斯綜合治理技術優化

由于8466工作面原瓦斯治理技術治理效果不好、上回風巷內瓦斯不穩定，工作面風排瓦斯量大。我們于2016年3月份對8466工作面瓦斯治理技術進行了優化。優化后工作面采用U型通風方式，在運料巷補充施工網格式走向穿層長鉆孔的措施，實現對被保護層瓦斯抽采最大化。

3.1 8466工作面通風系統

8466工作面為U型通風方式，其中溜子道、運料巷外段為進風，運料巷里段、上回風巷為回風。

3.2 8466工作面抽采鉆孔優化

采用U型通風方式后，工作面上隅角及回風巷瓦斯治理比較困難。為加強對被保護層8266工作面瓦斯抽采，達到抽采最大化，保證8466工作面上隅角及回風巷內瓦斯不超限，我們對8466卸壓鉆孔布置進行了優化，根據工作面回采期間鉆場瓦斯抽采濃度及抽采量統計，鉆孔進入采空區20-50m范圍鉆場抽采瓦斯濃度及抽采量明顯增大，即工作面推采過后采空區側20-50m范圍上覆頂板最為活躍，根據“O”型圈裂隙分布規律及瓦斯富集區分布規律，采取在8466運料巷施工網格式走向穿層長鉆孔，運料巷每隔20-35m布置一個鉆場，每個鉆場8-14個鉆孔，孔徑為94mm，鉆孔成扇形布置，鉆孔沿走向控制范圍為88m，每間隔20m布置一列，沿傾向每間隔10m布置一排，鉆孔沿傾向距運料巷最大距離為84m。鉆孔隨著工作面推采，依次施工瓦斯鉆孔，每個鉆場在距工作面30m前施工完成。

3.3瓦斯治理效果

施工網格式走向穿層長鉆孔后，能夠及時截抽上覆大煤卸壓瓦斯，運料巷瓦斯抽采濃度為40%～70%，抽采量為6～8m3/min，瓦斯抽采總量為9～11 m3/min。上隅角瓦斯濃度為0.1%～0.3%，回風巷瓦斯濃度為0.1%～0.2%。瓦斯治理效果非常明顯，消除了工作面瓦斯隱患，確保了安全回采。

4效果分析

U型通風方式下瓦斯綜合治理的成功實踐，解決了工作面上隅角及回風巷的瓦斯隱患，保證了野青保護層工作面的安全快速回采。

4.1直接經濟效益

施工網格式走向長鉆孔，工作面瓦斯抽采量大大增加，工作面瓦斯抽采純量由3m3/min增加大10m3 /min，多抽采瓦斯212萬m3，抽采的瓦斯全部用來發電，多發電318萬度，直接經濟效益在191萬元以上。

生產成本大大較低。采用U型通風方式每米沿空留巷成本0.5萬元，直接經濟效益為100余萬元。

4.2間接經濟效益

采用U型通風方式并對抽采系統進行優化后，工作面日推采進度達2.5m，推采速度大大提高，提高了工時效率，保證了大煤工作面的正常銜接，帶來了十分可觀的間接效益。