王坡煤礦綜采工作面瓦斯治理技術

姚鵬飛

(山西天地王坡煤業有限公司，山西 晉城 048021)

1 工作面基本情況

王坡煤礦3310工作面位于三采區四條集中巷南側，停采線為南集中回風巷往南245 m，停采線以里走向長度1 996 m，采用綜采放頂煤開采方式，目前已經回采了13個月，回采面推進1 216 m，生產原煤超過120萬t。根據瓦斯測定結果，工作面煤層瓦斯含量為6.46～15.62 m3/t，平均瓦斯絕對涌出量6.56 m3/min，相對瓦斯涌出量為2.06 m3/t，抽采鉆孔百米鉆孔流量在0.15 m3/min左右，礦井瓦斯等級為高瓦斯礦井，經鑒定煤層不具有煤與瓦斯突出危險性。3310綜放工作面采用“U”型通風方式，風量為2 692 m3/min。雖然采前先期施工順層鉆孔對工作面瓦斯進行了預抽，但由于抽采系統能力不足，預抽效果欠佳，采空區、上隅角等仍存在瓦斯超限現象，必須進一步采取措施加以治理。

2 瓦斯治理模式

3310綜放工作面瓦斯治理模式的核心是：在預抽達標的情況下利用邊界回風巷采用“卸壓帶抽采+上隅角插管+橫川埋管抽采”治理瓦斯，瓦斯抽采示意如圖1所示。把與3310回風巷平行的3308運輸巷(先作為3310的專用抽采巷)與采區邊界回風巷連接，每隔60 m從專用抽采巷道用聯絡巷(橫川)與3310回風巷貫通，或者每隔5～10 m用大直徑鉆孔與3310回風巷貫通。3310工作面推進后，3308運輸巷(專用抽采巷)通過橫川(或者大直徑鉆孔)與3310工作面采空區連通，形成新系統。每個橫川(或者大直徑鉆孔)內安裝1趟D426 mm瓦斯抽采管路，一端與瓦斯抽采巷道的D630 mm瓦斯抽采管路相連，另一端鋪向3310采空區。隨著回采面推進，對不斷變化的采空區密閉埋管和上隅角插管進行動態瓦斯抽采。

2.1 采空區瓦斯抽采

首先將距工作面最近的橫川(或距回采工作面約60 m處大直徑鉆孔)預埋的D426 mm抽采管路與3308運輸巷的D630 mm抽采支管對接，對接時使用D426 mm抽采軟管和D426 mm短節進行連接。工作面往南60 m范圍開始與采空區相連的橫川(或者大直徑鉆孔)必須保持至少3個處于正常抽采狀態。如果瓦斯抽采濃度小于5%時，可適當降低橫川(或者大直徑鉆孔)抽采混合流量，一般地，依次由北向南對瓦斯抽采濃度小于5%的橫川(或者大直徑鉆孔)降低抽采混合流量或者關閉[1-2]。

2.2 上隅角瓦斯抽采

從3310回風巷距工作面最近的橫川口的D426 mm管路未端向上隅角安裝1趟D426 mm抽放軟管并插入上隅角綜采支架后2～3 m，插入管路距離巷道底板1.5～2 m。隨著工作面回采推進，在上隅角位置每間隔4 m采用編織袋裝沫煤壓實后，堆疊一堵厚度不小于1.5 m的密閉墻，密閉完成后用風筒布覆蓋，四周用化學漿噴嚴，保證能完全與采空區隔斷。同時在3308運輸巷將對應橫川(或大直徑鉆孔)的D426 mm抽放管路與D630 mm瓦斯抽放管路連接，如此完成上隅角插管抽采。如果周期來壓或者瓦斯涌出異常，要加強上隅角插管抽采[3-4]。

2.3 卸壓區域瓦斯抽采

3310工作面事實上還存在著抽采空白帶和抽采薄弱帶，采取抽采工作面煤壁前方卸壓區域的瓦斯消除這個問題。經觀察，3310工作面煤壁前方卸壓區域一般在工作面煤壁前方3～60 m。在這個卸壓區域，煤層透氣性呈現上千倍的增長，非常有利于瓦斯抽采。通過工作面兩巷道D377 mm(或D457 mm)預抽瓦斯管路最未端堵盤上預留的兩個D80 mm短接，向工作面方向安裝兩趟D76 mm煤礦井下抽放瓦斯用橡膠連接軟管(以下簡稱“D76 mm抽放軟管”)，與卸壓區域的抽放鉆孔(距工作面5～60 m范圍鉆孔)分別間隔連接進行抽放，鉆孔與兩趟D76 mm抽放軟管要平均連接。距工作面5 m范圍內的鉆孔不抽后，要及時拆除并封堵嚴實[5]。

3 瓦斯治理效果分析

為了分析工作面瓦斯治理效果，統計了回采期間工作面回風流和邊界巷瓦斯濃度，見表1。

表1 3310工作面回風巷及邊界巷瓦斯濃度統計

由表1可以看出，3310工作面回采期間邊界巷瓦斯濃度為0.42%～1.37%，邊界巷實際起到了尾巷的作用，但邊界巷的瓦斯濃度比規程要求的尾巷瓦斯濃度低一些，在邊界巷的安全性高一些，但在橫川和大直徑鉆孔里面的瓦斯濃度較高。回風巷風流瓦斯濃度為0.36%～0.67%，上隅角也沒有瓦斯超限，滿足了工作面安全生產的要求。

4 結 語

王坡煤礦3310綜采面在完全U通風方式下利用邊界回風巷采用“橫川埋管抽采+上隅角插管+卸壓帶抽采”的瓦斯治理模式，取得了良好的效果，有效防治了瓦斯事故的發生。對類似條件的工作面瓦斯治理有一定的借鑒意義。