綜采工作面瓦斯綜合治理技術(shù)研究與應(yīng)用

于 明

(大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司王村礦，山西 大同 037000)

為加強(qiáng)王村煤業(yè)8105工作面瓦斯治理，做到多措并舉、應(yīng)抽盡抽、抽采達(dá)標(biāo)，杜絕工作面回采時發(fā)生瓦斯事故，保證工作面高產(chǎn)高效的回采，結(jié)合相關(guān)瓦斯治理研究文獻(xiàn)資料[1-6]，特對8105工作面進(jìn)行瓦斯抽采設(shè)計(jì)。

1 工作面地質(zhì)與瓦斯概況

王村煤業(yè)8105工作面設(shè)計(jì)開采煤層為山4#層煤。通過地質(zhì)資料分析，并根據(jù)工作面現(xiàn)場兩巷道、切巷揭露證實(shí)，工作面區(qū)域內(nèi)煤層厚度2.55～3.07m，平均2.79m；工作面煤層為穩(wěn)定型煤，中間普遍夾一到兩層0.05～0.22m左右的炭質(zhì)泥巖、高嶺質(zhì)泥巖夾矸，結(jié)構(gòu)為1.16（0.17）0.88（0.12）0.46，煤層傾向SW。山4層2105巷為運(yùn)輸進(jìn)風(fēng)巷，長度1830m；山4層5105巷為回風(fēng)巷，長度為1907m；8105工作面長度180m，可采長度1780m。

瓦斯相對涌出量最大為28.39m3/t，絕對涌出量最大為10.34m3/min。

2 瓦斯抽采設(shè)計(jì)

2.1 抽采方法

工作面回采過程中瓦斯治理方式主要采用本煤層順層鉆孔預(yù)抽+高抽巷采空區(qū)抽采+頂板裂隙鉆孔瓦斯抽采。

8105運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷設(shè)計(jì)施工雙排鉆孔，鉆孔孔深175m，鉆孔孔徑94mm，開孔高度分別為2m和2.5m，單排鉆孔間距3.4m，設(shè)計(jì)鉆孔420個，進(jìn)尺66150m。

高抽巷停頭處距工作面切眼水平距離3m，距離工作面切眼頂板8m，高抽巷穿透鉆孔設(shè)計(jì)施工15個，孔徑153mm，總進(jìn)尺153.7m。高抽巷抽采鉆孔設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

8105運(yùn)輸巷距切眼210m范圍布置施工頂板裂隙帶鉆孔，鉆孔孔深45～126m，設(shè)計(jì)鉆孔48個，進(jìn)尺4700m；同時在鉆場內(nèi)施工千米鉆機(jī)定向頂板裂隙帶鉆孔，設(shè)計(jì)鉆孔5個，進(jìn)尺750m。頂板裂隙帶鉆孔設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

圖1 高抽巷抽采鉆孔設(shè)計(jì)圖

圖2 頂板裂隙帶鉆孔設(shè)計(jì)圖

2.2 評判區(qū)域瓦斯抽采采取措施

8105工作面距切眼210m范圍以外采用本煤層順層鉆孔預(yù)抽，距切眼210m范圍以內(nèi)在8105運(yùn)輸巷采用頂板裂隙帶鉆孔及本煤層預(yù)抽鉆孔相結(jié)合的瓦斯抽采模式。采空區(qū)瓦斯治理高抽巷采空區(qū)抽采，鉆孔采用兩堵一注水泥帶壓封孔工藝，為保證封孔質(zhì)量，頂板裂隙帶鉆孔封孔時要求封入巖內(nèi)，并網(wǎng)采用新型并網(wǎng)快接工藝。

3 抽采效果評價

3.1 預(yù)抽達(dá)標(biāo)評判單元劃分

將8105工作面分為以下3個評價單元：

第一評價單元為8105工作面傾向長度180m、走向長度580m（回采里程0～580m）。該區(qū)域最長抽采時間416d，最短抽采時間346d，η1=（416-346）/416=16.8%，該區(qū)域?yàn)轫敯辶严稁с@孔、本煤層預(yù)抽相結(jié)合瓦斯抽采模式。

第二評價單元為8105工作面傾向長度180m、走向長度620m（回采里程580～1200m）。該區(qū)域最長抽采時間346d，最短抽采時間276d，η2=（346-276）/346=20.2%。

第三評價單元為8105工作面傾向長度180m、走向長度580m（回采里程1200～1780m）。該區(qū)域最長抽采時間 276d，最短抽采時間216d，η3=（276-216）/276=21.7%。

3.2 預(yù)抽瓦斯效果

8105工作面為非突出煤層，非突出煤層的測定必須滿足表1要求。

表1 采煤工作面回采前可解吸瓦斯含量指標(biāo)

8105工作面第一、二階段取樣含量測定結(jié)果如圖3所示。分析可知，所測定的參數(shù)中可解吸瓦斯含量最大值為3.2095m3/t，小于回采要求的煤的可解吸瓦斯含量4.5m3/t，滿足日產(chǎn)量8000～10000t要求。

圖3 工作面瓦斯含量測定數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

（1）王村煤業(yè)8105工作面瓦斯涌出量主要來自于開采層，工作面瓦斯抽采采用本煤層順層鉆孔預(yù)抽+高抽巷采空區(qū)抽采+頂板裂隙鉆孔抽采綜合治理方式。

（2）通過瓦斯抽采后，煤的可解吸瓦斯含量實(shí)測最大值為3.2095m3/t，小于回采要求的煤的可解吸瓦斯含量4.5m3/t，8105工作面抽采達(dá)標(biāo)，滿足回采要求。