薄煤層沿空留巷內(nèi)抽放下鄰近層瓦斯

石艷福

薄煤層沿空留巷內(nèi)抽放下鄰近層瓦斯

石艷福

(龍煤集團(tuán)七臺(tái)河分公司通風(fēng)技術(shù)部，黑龍江 七臺(tái)河 154600)

龍煤集團(tuán)七臺(tái)河分公司煤層薄，煤層透氣性系數(shù)低，常用的抽放方法：仰角抽放、高位抽放、本煤層邁步式抽放。仰角、高位抽放，對(duì)于上鄰近層、采空區(qū)瓦斯涌出量大的采煤工作面，解決瓦斯問題有較好的效果;但當(dāng)下鄰近層瓦斯壓力大，向開采層涌出大量瓦斯，造成采煤工作面瓦斯超限時(shí)，則沒有對(duì)下鄰近層進(jìn)行抽放的有效方法。通過薄煤層沿空留巷內(nèi)打鉆抽放下鄰近層，解決了因下鄰近層瓦斯涌出量大造成回采工作面回風(fēng)或上隅角瓦斯超限的問題，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

沿空留巷;抽放;下鄰近層;瓦斯

1 問題的提出

龍煤集團(tuán)七臺(tái)河分公司在瓦斯抽放方面起步較晚，采煤主要的抽放方法有仰角鉆孔抽放、高位鉆孔抽放，掘進(jìn)則以本煤層邁步式抽放方法為主;仰角、高位鉆孔抽放，對(duì)于上鄰近層、采空區(qū)瓦斯涌出量大的采煤工作面，解決瓦斯問題有較好的效果，但當(dāng)下鄰近層瓦斯壓力大，向開采層涌出大量瓦斯，造成采煤工作面瓦斯超限時(shí)，則沒有對(duì)下鄰近層進(jìn)行抽放的有效方法;因該公司煤層薄，煤層透氣性系數(shù)低，在煤層預(yù)抽方面是一項(xiàng)空白。

沿空留巷內(nèi)打鉆抽放下鄰近層，則是要找到一種抽放下鄰近層的方法，解決因下鄰近層瓦斯涌出量大造成回采工作面回風(fēng)或上隅角瓦斯超限的問題，保持礦井的生產(chǎn)規(guī)模。

工作面在回采過程中，在工作面前后形成一定范圍的卸壓帶，在沿空留巷內(nèi)打鉆抽放下鄰近層，下鄰近層內(nèi)的瓦斯會(huì)得到有效釋放，對(duì)下鄰近層起到一定的預(yù)抽作用，填補(bǔ)了該公司在瓦斯預(yù)抽方面的空白。

目前，下鄰近層抽放技術(shù)是在開采煤層的底板開掘?qū)Ｓ贸榉磐咚瓜铮谙锏纼?nèi)每隔一定距離向煤層打穿層抽放鉆孔，利用鉆孔抽放瓦斯;沿空留巷內(nèi)打鉆抽放下鄰近層則是利用現(xiàn)有巷道打鉆，不用另開巷道，少掘一條巷道，節(jié)省掘巷道的資金和時(shí)間，有利于采掘正常接續(xù)。

2 瓦斯來源分析

該公司東風(fēng)煤礦43002采煤回采三采區(qū)67#右四片，67#平均厚度1.0 m，煤層傾角30°，直接頂為粉砂巖(1.9 m)，老頂為中砂巖(4.85 m)，底板為粉砂巖(1.15 m)，工作面傾斜長度100 m，走向長度969 m，采煤方法為長壁后退式，頂板管理為自然垮落法，機(jī)采;下鄰近層68#煤層厚度0.7 m，煤層傾角 30°，67#與68#層間距離52 m。

考慮到67層回采時(shí)瓦斯涌出量大，在上巷施工仰角鉆場，1號(hào)仰角鉆場距工作面68 m，布置5個(gè)鉆孔，孔長分別為87 m、120 m、115 m、120 m、120 m，孔徑為75 mm;工作面風(fēng)量550 m3/min，初采時(shí)工作面瓦斯?jié)舛?.3%，回風(fēng)瓦斯?jié)舛?.2% ～0.4%，上隅角瓦斯?jié)舛?.2% ～0.5%，老頂來壓后，上巷雖然進(jìn)行仰角瓦斯抽放，工作面瓦斯?jié)舛?.3% ～0.4%，回風(fēng)瓦斯?jié)舛热阅苓_(dá)到0.6% ～0.75%，上隅角瓦斯?jié)舛茸罡?.3%。

在分析回風(fēng)瓦斯?jié)舛却?、上隅角瓦斯超限的原因時(shí)，首先考慮仰角抽放的效果不好，很有可能是鉆孔沒有打到裂隙帶中，因?yàn)?個(gè)鉆孔的孔內(nèi)濃度都在10%左右，后又調(diào)整鉆孔角度，補(bǔ)打3個(gè)仰角鉆孔，孔內(nèi)濃度變化不大，可以斷定，仰角抽放也解決不了43002采煤上隅角瓦斯的問題。

重新對(duì)43002采煤的瓦斯來源進(jìn)行分析，顯然一部分瓦斯來自工作面，一部分瓦斯來自采空區(qū)、上鄰近層，結(jié)合43002采煤下巷底板膨脹上鼓現(xiàn)象，另一部分瓦斯很有可能來自下鄰近層;來自采空區(qū)、上鄰近層的瓦斯可以通過風(fēng)排、仰角抽放的方法解決：如何處理來自下鄰近層的瓦斯，抽放下鄰近層，該公司從來沒有搞過，沒有這方面的經(jīng)驗(yàn)，抽放下鄰近層的方法是必須在底板先掘出一條專門用于抽放的巷道，在巷道中打穿層鉆孔進(jìn)行抽放，專門掘出一條巷道，既浪費(fèi)了一定的人力、物力，又掘一條巷道需半年左右時(shí)間，在時(shí)間上也不允許。利用公司薄煤層沿空留巷的特點(diǎn)，在沿空留巷的下巷內(nèi)向下鄰近層打鉆實(shí)施鄰近層抽放。

3 實(shí)施鄰近層抽放

采煤工作面在回采過程中，工作面周圍巖體的應(yīng)力不斷發(fā)生變化，在這個(gè)過程中，頂、底板等周圍巖體的瓦斯在應(yīng)力作用下，不斷向采空區(qū)飄移，工作面的風(fēng)速將采空區(qū)瓦斯帶出造成采煤上隅角瓦斯超限。如果在67層沿空留巷的下巷內(nèi)向68層打穿層鉆孔，抽放68層的瓦斯，從源頭上截住68層向67層涌入的瓦斯，就能解決43002采煤回風(fēng)瓦斯?jié)舛却?、上隅角瓦斯超限的問題。67層與68層煤層平均傾角都在30°左右，層間距52 m，在采煤下巷下出口附近，用鉆機(jī)在67層底板垂直煤層走向開孔，打近水平鉆孔穿透68層，就可抽放68層瓦斯。見圖1，圖2。

在滿足抽放有效距離和效果的基礎(chǔ)上，硧定鉆場間距60 m，每個(gè)鉆場布置5個(gè)鉆孔。鉆孔仰角2°，夾角分別為 32°、46°、60°、72°、85°?？紤]鉆機(jī)的實(shí)際性能，取開孔鉆頭直徑為75 mm。鉆孔參數(shù)見表1。

表1 鉆孔參數(shù)

下鄰近層抽放的鉆孔內(nèi)，初期孔內(nèi)瓦斯?jié)舛染鶠?00%，7～10天后濃度降到50%左右，單孔最長抽放時(shí)間可達(dá)1.5個(gè)月。抽放下鄰近層后，回風(fēng)瓦斯降到0.45%，上隅角瓦斯降到1%，抽放量達(dá)15～18 m3/min。

4 實(shí)施后的效果

1)解決43002采煤瓦斯超限的問題，消除了煤礦安全生產(chǎn)中的隱患，使43002采煤得以順利回采。

2)43002采煤是東風(fēng)煤礦的主力采煤隊(duì)，未抽放前，因瓦斯超限時(shí)常停產(chǎn)，制約了采煤的正常生產(chǎn)，抽放后，43002采煤超額完成了生產(chǎn)計(jì)劃。

3)對(duì)下鄰近層進(jìn)行抽放，降低下鄰近層的瓦斯含量，為下鄰近層的掘進(jìn)和回采創(chuàng)造了有利的安全環(huán)境，同時(shí)起到了一定的預(yù)抽作用。

4)43002采煤共回采出12萬t煤，如不抽放下鄰近層，則瓦斯超限無法回采，按多采5萬t煤計(jì)算，1 t煤盈利200元，共創(chuàng)造了1 000萬元的利潤。

5)沿空留巷內(nèi)抽放下鄰近層，是在采煤下巷內(nèi)打鉆，與所了解的下鄰近層抽放方法相比，不用專門掘一條抽放巷道，節(jié)省了掘一條巷道所用的資金，共節(jié)省資金500元×969 m=48.45萬元，同時(shí)節(jié)省了掘一條巷道的時(shí)間，有利于采掘生產(chǎn)的正常接續(xù)。

6)沿空留巷內(nèi)抽放下鄰近層是該公司第一次實(shí)驗(yàn)成功的抽放下鄰近層的方法，填補(bǔ)了該公司在抽放下鄰近層方面的空白。

7)該公司瓦斯抽放起步較晚，在這之前進(jìn)行了本煤層、采空區(qū)、上鄰近層的瓦斯抽放工作，而下鄰近層瓦斯抽放項(xiàng)目的完成，則可以進(jìn)一步提高煤層進(jìn)行全方位、立體抽放，治理瓦斯的手段。

8)下鄰近層瓦斯抽放項(xiàng)目的完成，不僅可以進(jìn)行本煤層、上鄰近層、采空區(qū)抽放，還可進(jìn)行下鄰近層抽放，初步形成了適合該公司薄煤層開采技術(shù)的抽放體系。

Gas Drainage of Lower Adjacent Seam in Gob－side Entry Retaining of Thin Coal Seam Roadway

Shi Yan－fu

The coal seam is thin in Qitaihe branch of Longmei group，gas permeability coefficient of coal seam is low，the commonly used drainage method：angle of elevation drainage，high－located drainage，the coal seam stepped type drainage.The angle of elevation and high－located drainage，to the coal mining face which upper adjacent layer and goaf gas emission quantity is large solve the gas problem it has better effect，but when the gas pressure of lower adjacent layer is large，gushed out a large gas to mining layer，caused gas content over－ limitation in coal mining face，there is no effective method to gas drainage of lower adjacent layer.Through drilling and drainage gas of lower adjacent layer in the thin coal seam gob－side entry retaining，solves the gas content over－limitation of return air or upper corner in mining face because the large gas emission of lower adjacent layer cause and the economic benefits are remarkable.

Gob－side entry retaining;Drainage;Lower adjacent seam;Gas

TD712+.622

A

1672－0652(2012)01－0051－03

2011－11－18

石艷福(1967—)，男，黑龍江七臺(tái)河人，1989年畢業(yè)于撫順煤炭工業(yè)學(xué)校，工程師，主要從事通風(fēng)技術(shù)工作(E －mail)qmtongfengchu@163.com