關于U 型采面上隅角瓦斯防治措施的應用

羅紀

（貴州正合礦產咨詢服務有限公司 貴州省貴陽市 550001）

1 礦井概況

可采煤層及煤類：

永紅煤礦井區內主要含煤地層為二疊系龍潭組（P3l1-3），上二疊系龍潭組煤系含煤40 余層，其中可采、局部可采煤層共9 層，可采煤層平均厚度18.9m，可采含煤系數為6%。全區可采煤層有1、3、6、12、17 號煤層；大部可采煤層有18、20、24、26 號煤層，現將各可采煤層分述如下：

1 號煤層：位于龍潭組上部，上距頂界約29m。煤層厚0.39～0.92m，平均厚約0.65m。無夾矸，煤層結構簡單，屬大部可采煤層。

3 號煤層：位于龍潭組上部，上距1 號約10m，煤層全層厚度0.00～2.58m，平均厚度為1.08m，屬較穩定大部可采煤層，煤層結構簡單，礦區內中東部一帶為不可采區域。

6 號煤層：位于龍潭組上部，上距3 號煤層約19m，煤層全層厚度0.22～4.30m，平均厚度為1.20m，屬較穩定大部可采煤層。該煤層含0～3層夾矸，一般無夾矸，煤層結構簡單。

12 號煤層：位于龍潭組上部，上距6 煤層約3m，全層厚度1.23～2.03m，平均厚度為1.81m，屬較穩定全區可采煤層。該煤層偶含夾矸一層，巖性為泥巖，一般不含夾矸，煤層結構簡單。

17 號煤層：位于龍潭組中部，上距17 號煤層約19m，煤層全層厚度0.69～1.60m，平均厚度為0.95m，該煤層含0～2 層夾矸，一般無夾矸，煤層結構簡單。

18 號煤層：位于龍潭組第二段中部，上距17 號煤層約12m，煤層全層厚度1.64～3.28m，平均厚度為2.48m，該煤層含0～6 層夾矸，一般1 層夾矸，夾矸為泥巖，煤層結構較簡單。

20 號煤層：位于龍潭組中下部，上距18 煤層約14m，煤層全層厚度1.26～2.51m，平均厚度為1.77m。

24 號煤層：煤層全層厚度0.82～1.32m，平均厚度為1.10m；煤層采用厚度0.74～1.04m，平均厚度為0.89m，一般1 層夾矸，夾矸為泥巖，煤層結構較簡單。

26 號煤層：煤層全層厚度0.00～1.80m，平均厚度為0.98m，屬不穩定局部可采煤層。

2 瓦斯賦存情況

1 號煤層CH4含量：0.40～3.11mL/g，daf；可燃氣體含量：0.40～3.17mL/g，daf；3 號 煤 層CH4含 量 ：1.06 ～11.51mL/g，daf； 可 燃 氣 體 含 量 ：1.07 ～11.76mL/g，daf；6 號煤層CH4含量：1.24～16.69mL/g，daf；可燃氣體含量：1.26～16.75mL/g，daf；12 號煤層CH4含量：13.34～22.80mL/g，daf；可燃氣體含量：13.37～22.90mL/g，daf；17 號煤層CH4含量：3.93～10.32mL/g，daf；可燃氣體含量：3.96～10.48mL/g，daf；18 號煤層CH4含量：13.62～27.92mL/g，daf；可燃氣體含量：13.64～28.02mL/g，daf；20 號煤層CH4含量：4.97～28.52mL/g，daf；可燃氣體含量：5.02～28.75mL/g，daf；24 號煤層CH4含量：9.07～10.72mL/g，daf；可燃氣體含量：9.12～10.83mL/g，daf；26 號煤層CH4含量：7.48～11.42mL/g，daf；可燃氣體含量：7.50～11.52mL/g，daf。

根據貴州省能源局文件（黔能源煤炭[2012]392 號）《關于盤縣煤炭局<關于2012 年度盤縣地方煤礦瓦斯等級鑒定報告送審的報告>的批復》，礦井絕對瓦斯涌出量為4.05m3/min，礦井相對瓦斯涌出量為48.60m3/t，二氧化碳絕對涌出量1.68m3/min，二氧化碳相對涌出量為20.16m3/t，為突出礦井。

3 采面上隅角瓦斯來源分析

以目前礦井開采的10603 采面為例，采面采用走向長壁式回采，綜采工藝，全部垮落法管理頂板，U 型負壓通風，上行式通風方式，其采面上隅角瓦斯來源主要為以下幾方面：

（1）6 號煤層在開采期間其煤層瓦斯隨割煤機落煤自煤壁涌出，經工作面風流帶入工作面上端部，瓦斯大部經風流自回風順槽帶走，少部隅積與采面上隅角。

（2）開采6 號煤層以后隨著頂板垮落，其裂隙導通上覆1、2、3、4、5號煤層及其圍巖，瓦斯涌入回采工作面采空區，隨工作面回風順槽負壓進入采面上隅角。

（3）下伏的鄰近煤層在6 號煤層開采以后得到保護，其瓦斯涌入6號煤層采面采空區，隨回風順槽負壓進入采面上隅角。

4 瓦斯治理措施

根據上隅角瓦斯來源的分析可知，采面上隅角瓦斯分別來自于本煤層、上覆可采及不可煤層及其圍巖、下伏可采及不可采煤層及其圍巖，因此從以上三個方面治理采面上隅角煤層瓦斯，具體采取了如下措施：

4.1 開采煤層高位鉆孔預抽上鄰近煤層及其圍巖瓦斯

在工作面回風順槽巷道內向采空區上方裂隙帶施工低負壓抽放鉆孔。每隔一段距離（30～50m）向采空區方向施工6～8 個上鄰近層瓦斯抽放鉆孔，鉆孔成扇形布置，鉆孔孔底處于裂隙帶中，抽采采空區瓦斯，鉆孔長度為75～80m，抽放鄰近煤層及其圍巖涌出的瓦斯。封孔時，封堵長度要超過頂板垮落帶，封堵鉆孔長度約30～45m。

4.2 利用已有6 號煤層順槽巷道穿層預抽下伏鄰近煤層瓦斯

6 號煤層距下伏的9 號煤層平均層間距為6m，在6 號煤層開采前利用已施工的6 號煤層順槽巷道對下伏9 號煤層進行穿層預抽，達到減小9 號煤層瓦斯含量的目的，從而使6 號煤層開采以后被保護的9 號煤層涌入6 號煤層瓦斯涌出量減小。

4.3 利用采面已施工好的兩巷向采面煤層實施本煤層順層鉆孔進行瓦斯抽采

采用順層鉆孔預抽煤層條帶瓦斯后，經效果檢驗達標，進行工作面順槽及開切眼的掘進工作，布置出回采工作面。工作面形成后，設計利用采面已施工好的巷道向采面區域內煤層施工本煤層順層鉆孔瓦斯預抽，根據礦井煤層瓦斯透氣性等參數，各鉆孔間距離取3～5m，降低開采層煤層瓦斯含量。

4.4 采空區埋管抽采

埋管抽采采空區瓦斯包括已采采面采空區埋管和正在回采的采面采空區埋管兩種。對于已采采面采空區埋管抽采設計采用在距離自然通風巷道3m 處施工永久密閉埋管抽采。

對于正在回采的采面采空區埋管抽采設計為沿回采工作面回風順槽的上幫敷設一條瓦斯管，隨著工作面的推進，瓦斯管的一端逐漸埋入采空區，當第一條埋管進入采空區達30m 時，預埋第二條管路，在第一條管路的60m 處用三通和閥門與第二條管路相接，以此類推。

4.5 及時放頂、維護好工作面風路暢通

由于采空區瓦斯大多為工作面進風流從工作面散溢進入采空區，再帶出采空區瓦斯進入工作面上隅角，因此當工作面頂板未及時垮落時采取強制放頂措施，使采空區頂板及時垮落，減少進入采空區的風量。

5 結論

通風上述防治瓦斯措施，永紅煤礦在正常回采期間其上隅角瓦斯一直未超限，其采煤速度也未進行限制，較好的達到了治理采面上隅角煤層瓦斯的目的。