礦井保護層工作面立體式綜合瓦斯治理技術的應用

摘 要：近距離煤層群開采保護層作為礦井區(qū)域消突措施時，周邊的瓦斯涌入工作面，再加上本煤層的瓦斯和采空區(qū)瓦斯的大量涌出，給保護層開采工作面瓦斯治理工作帶來極大的困難，通過本煤層鉆孔、下鄰近攔截鉆孔、裂隙帶千米鉆同時加強上隅角埋管抽采的立體式綜合瓦斯治理手段，從而有效治理保護層工作面瓦斯。

關鍵詞：鄰近層;瓦斯涌出;立體式;瓦斯治理

Abstract：To close distance coal seam group mining protective layer as a mine area outburst prevention measures， the surrounding gas into the working face， coupled with the coal seam gas and goaf gas emission， to the protective layer mining face gas control work brings great difficulties， through the coal seam drilling， the next adjacent interception drill hole， fracture Zone kilometer drill at the same time to strengthen the upper corner buried pipe drainage three-dimensional Comprehensive gas control means， so as to effectively control gas in protective layer working face.

Key words：adjacent layer;gas emission;three dimensional;gas control

近年來該礦井產量逐年遞增，其采掘方向逐漸向深部發(fā)展，使煤層瓦斯壓力含量越來越大，由傳統(tǒng)高瓦斯礦井逐漸升級為煤和瓦斯突出礦井。該礦井煤層埋深較大，而透氣性能指數(shù)低，因此瓦斯抽采效率低的，傳統(tǒng)所采用的瓦斯治理手段已不能滿足安全生產的要求，需采取保護層開采等煤層增透技術并開展卸壓瓦斯抽采等全方位瓦斯治理措施，才能確保該礦安全、高效開采。但該礦井保護層工作面距離被保護層大約18m，在開采過程中被保護層工作面泄壓之后大量瓦斯涌入保護層，導致工作面中回風流和上隅角瓦斯涌入無法有效控制。針對這一問題，礦井制定本煤層鉆孔、下鄰近攔截鉆孔、裂隙帶千米鉆同時加強上隅角埋管抽采的立體式瓦斯綜合治理手段，保護層工作面瓦斯得到有效管控。

1 工作面基本概況

某保護層工作面位于該礦井一采區(qū)北翼，東面距被保護層工作面材巷43m（已掘），西面距被保護層工作面運巷52m（已掘），標高為695-726m，工作面埋藏深度512-669m，距離被保護層工作面上18m，可采長度為1017m，

切眼設計長度85m平均煤厚1.28m，屬薄煤層工作面。

2 工作面通風系統(tǒng)及瓦斯來源

這一保護層采用u型通風，也就是運輸港進風和材料巷回風的方式，在生產中配風量達到1200m3/min，該保護層回采過程中瓦斯主要來源于本煤層以及采空區(qū)、周邊保護層瓦斯，根據(jù)數(shù)據(jù)分析未來一段時間內該工作面本煤層瓦斯涌出量達到2.8m3/min，占總涌出量18%。下部周邊層瓦斯量達到7.1m3/min，占總儲量45%，采空區(qū)瓦斯涌出量達到5.9m3/min，約占總涌出量的37%左右。

3 保護層工作面瓦斯綜合治理方案

3.1 本煤層順層鉆孔

在保護層工作面材巷左幫施工施工本煤層順層鉆孔169個，鉆孔間距6m，孔深75m，傾角沿煤層傾角（1°-9°），方位角270°，鉆孔總計進尺12675m。

3.2 攔截鉆孔

在被保護層材巷左幫（110m-1120m）每隔6m施工一個

2#煤攔截鉆孔，共施工鉆孔168個。為取得最佳攔截效果，按照三個區(qū)段分不同的傾角進行施工2#煤攔截鉆孔。1#-56#孔深136m，傾角煤層傾角+2°，終孔位置距保護層煤底板11.2m;57#-112#孔深136m，傾角煤層傾角+4°，終孔位置距保護層煤底板6.2m;113#-168#孔深136m，傾角煤層傾角+6°，終孔位置距保護層煤底板1.2m。鉆孔方位角270°。

在被保護層材巷左幫（56-1155m），每間隔6m設置一個煤攔截鉆孔，要求孔深達到170m左右，傾角（1°-8°），方位角270°，間距6m，共施工鉆孔184個。

3.3 上隅角埋管抽采

為有效防止采空區(qū)瓦斯涌入，確保工作面實現(xiàn)安全生產，要求在工作面上隅角位置埋設抽采管路（圖1），可以使用邁步式埋管抽放。

3.4 裂隙帶千米鉆

在保護層材巷左幫施工鉆場，利用ZYWL-13000DS型千米鉆機施工頂板走向高位裂隙帶定向長鉆孔（圖2），每個鉆場施工主孔3個，孔徑Φ153mm，鉆孔間距為1m，鉆孔高度標記為10m，1、2、3號孔位置距離保護層材巷左幫分別達到15m、30m、45m，以治理工作面生產期間的裂隙帶瓦斯。

4 保護層工作面立體式綜合瓦斯治理效果

該保護層工作面從2020年3月開采至今，立體式瓦斯綜合治理技術取得了良好的效果，工作面瓦斯涌入獲得有效控制，將上隅角位置和回風流瓦斯涌入濃度分別控制在0.5%和0.3%以下，真正實現(xiàn)低瓦斯狀態(tài)下煤和瓦斯突出礦井的安全開采目的。

5 結論

通過上述數(shù)據(jù)表明，近距離煤層群開采保護層作為區(qū)域消突措施時，由于煤層間距小，因此大量被保護層泄壓后瓦斯涌入保護層中，是抑制保護層安全開采的重要因素。通過本煤層鉆孔、下鄰近層攔截鉆孔、頂板裂隙帶千米鉆孔及上隅角邁步式埋管抽采的立體式瓦斯綜合治理手段，使保護層工作面瓦斯得到有效管控，是符合該礦井實際情況的可行的保護層開采瓦斯治理手段。

參考文獻：

[1]童云飛.某礦井采掘瓦斯來源量化分析報告[J].平安煤礦瓦斯治理國家工程研究中心有限責任公司，2018（07）.

作者簡介：

王承財（1989- ），男，漢族，山西省平遙縣人，助理工程師。