綜合瓦斯抽采技術在高瓦斯礦井中的實踐應用

張建威

Practical application of comprehensive

gas drainage technology in high gassy mine

摘 要：隨著科技的不斷發展，煤礦現代化、機械化水平不斷提高，回采工作面的推進速度不斷增加，工作面的瓦斯涌出不斷增加，單靠傳統的單一瓦斯抽采難以有效保證工作面回采安全。本文對1264工作面采區的本煤層瓦斯抽采、高位瓦斯抽采鉆孔、采空區埋管抽采等綜合瓦斯抽采技術的鉆孔布置及應用效果進了分析，結果表明綜合瓦斯治理技術能為回采工作面提供有利條件，滿足礦井安全高效生產的要求。

關鍵詞：瓦斯抽采;綜合瓦斯治理;工程應用

Abstract：With the continuous development of science and technology， the modernization and mechanization level of coal mine is constantly improving， the advancing speed of mining face is constantly increasing， and the gas emission of working face is constantly increasing. This paper analyzes the drilling arrangement and application effect of comprehensive gas drainage technology such as gas drainage in coal seam， high-level gas drainage borehole and buried pipe drainage in goaf in 1264 working face. The results show that comprehensive gas control technology can provide favorable conditions for the working face and meet the requirements of safe and efficient production in mine.

Abstract：gas extraction;Comprehensive gas control;engineering application

隨著煤礦安全生產的投入不斷加大，煤礦現代化、機械化水平不斷提升，礦井采煤工作面的推進速度越來越快，加之礦井開采深度不斷增加，煤層瓦斯含量越來越高[1]。在一些高瓦斯礦井，回采工作面的絕對瓦斯涌出量35m3/min以上，有些礦井單個工作面的絕對瓦斯涌出量甚至都超過100m3/min，瓦斯涌出量的急劇增加給礦井通風及瓦斯抽采帶來了不小的挑戰，單一的瓦斯抽采技術由于抽采量有限，無法保證工作面安全高效生產，因此礦井在生產過程中應堅持多種瓦斯抽采手段進行瓦斯治理。礦井瓦斯抽采手段從時間可以劃分為采前抽采、采中抽采、采后抽采;按照抽采對象不同可以分為本煤層瓦斯抽采、鄰近層瓦斯抽采、回采工作面瓦斯抽采、掘進工作面瓦斯抽采、采空區瓦斯抽采等;按照瓦斯抽采方式可以井下瓦斯抽采、地面瓦斯抽采等[2～3]。本位以山西某礦1264回采工作面為例，采用本煤層瓦斯抽采、高位鉆孔瓦斯抽采及采空區埋管等瓦斯治理措施，來分析綜合瓦斯抽采技術在高瓦斯礦井的中應用。

1 工程概況

山西某礦主采12號煤層，平均厚度3.2m，煤層傾角為8～11°，平均9°地質構造簡單。1264工作面走向長度2800m，斜長216m，采用綜采方式開采，全部垮落法管理頂板，12號煤層偽頂為泥巖，直接頂為砂質泥巖，直接底為黑灰色的泥巖，該礦絕對瓦斯涌出量為68m3/min。1264工作面上部為11號煤層的1153工作面，1264工作面回采期間瓦斯涌出量較大，由于11號煤層距離12號煤層的垂直間距最近處僅為12m，1264工作面回采期間11號煤層瓦斯向回采工作面大量涌出，根據測量數據，11號煤層溢出的瓦斯占據到1264工作面回采期間瓦斯涌出量的15～20%之間。并且1264工作面回采期間上隅角瓦斯時長發生超限，給工作面安全高效生產帶來安全隱患。通過綜合分析，1264工作面瓦斯治理采用本煤層瓦斯預抽，采空區埋管治理上隅角瓦斯，施工高位抽采鉆孔攔截11號煤層瓦斯。

2 綜合瓦斯抽采技術應用實踐

2.1 本煤層瓦斯抽采

本煤層鉆孔從進風巷向回風巷方向進行施工，瓦斯抽采鉆孔在軌道巷向切眼方向30m位置時開始施工第一個，瓦斯抽采鉆孔間距為4m，孔深204米，鉆孔均垂直于工作面進風巷，鉆孔設計的傾角為煤層傾角，鉆孔開孔距巷道底板1.3～1.5m，鉆孔孔徑為113mm。采用聚氨酯封孔，封孔深度不低于5m，本煤層瓦斯抽采鉆孔抽采純量在開始接抽的2周范圍內始終保持在0.08m3/min左右，本煤層瓦斯抽采基本能解決12號煤層內部的瓦斯突出難題，為工作面安全生產提供了有利條件。

2.2 高位瓦斯抽采鉆孔

根據鄰近層瓦斯涌出量及工作面瓦斯分布規律可知，在工作面中上部，采空區瓦斯會隨著風流涌入到工作面內，為減少瓦斯涌出，截留部分采空區和鄰近層瓦斯瓦斯，采用高位鉆孔抽采采空區及鄰近層瓦斯，具體布置參數如下：

在回風巷距切眼30米處施工第一組高位瓦斯抽采鉆場，每個鉆場施工6個高位鉆孔，鉆孔呈扇形朝采空區方向布置，最外側1號孔終孔距軌道巷回采幫5米，終孔水平間距5米，則最內側6號孔終孔距回風巷30m，終孔深入切眼30m，終孔與12號煤層頂板垂高為15m。孔徑為113mm。高位鉆孔接抽后，回采工作面的瓦（下轉第106頁）（上接第104頁）斯涌出量較接抽前降低了約20%，為有效降低工作面瓦斯涌出提供了有利保證。同時鄰近的11號煤層的原始瓦斯含量也從7.1m3/t～11.4m3/t下降到了4.1m3/t～6.4m3/t，低于煤礦安全規程規定的8m3/t，為鄰近層的消突提供了有利條件。

2.3 采空區埋管抽采

在工作面回風巷布設2趟抽采管路抽采采空區瓦斯，具體如圖2所示。2趟管路中1號管路抽采上隅角瓦斯，2號管路抽采采空區瓦斯，隨著工作面的不斷向前推進，1號管路保證在采空區1～2m范圍內，2號管路保證深入采空區30m范圍。采空區瓦斯抽采管負壓保持在4kp左右，使用采空區埋管抽采后，工作面上隅角未發生過超限現象，工作面瓦斯涌出量較埋管前降低了約10%。

3 總結

在1264回采工作采用了本煤層瓦斯抽采、高位鉆孔瓦斯抽采及采空區埋管抽采等綜合瓦斯治理措施，取得了良好的應用效果。高位鉆孔瓦斯抽采不僅可以減少鄰近的11號層瓦斯向回采工作面的溢出，而且還可以降低采空區瓦斯涌出，布設高位瓦斯抽采鉆孔后，回采工作面瓦斯涌出量降低約20%，鄰近的11號煤層瓦斯突出危險性也得到了降低;采空區埋管抽采瓦斯抽采后，回采工作面瓦斯涌出量降低了約10%，上隅角瓦斯超限的問題得到了有效治理。通過實用綜合瓦斯治理措施，1264工作面瓦斯涌出量降低了至少30%，為工作面安全高效生產創造了有利條件。

參考文獻：

[1]孫榮軍，李泉新，方俊，許超.采空區瓦斯抽采高位鉆孔施工技術及發展趨勢[J].煤炭科學技術，2017，45（01）：94-99+213.

[2]周福寶，王鑫鑫，夏同強.瓦斯安全抽采及其建模[J].煤炭學報，2014，39（08）：1659-1666.

[3]王兆豐，武煒.煤礦瓦斯抽采鉆孔主要封孔方式剖析[J].煤炭科學技術，2014，42（06）：31-34+103.