高突采煤工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)期間瓦斯治理技術(shù)研究

鶴鄭涉村煤業(yè)有限公司 趙合嶺

鄭州鶴鄭興源煤業(yè)有限公司 王志勇

鶴煤八礦通風(fēng)區(qū) 蘇三星 張 波

高突采煤工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)期間瓦斯治理技術(shù)研究

鶴鄭涉村煤業(yè)有限公司 趙合嶺

鄭州鶴鄭興源煤業(yè)有限公司 王志勇

鶴煤八礦通風(fēng)區(qū) 蘇三星 張 波

礦井防治瓦斯治理工作是煤礦企業(yè)的一項(xiàng)重要工作，高突礦井采煤工作面回采過程中需進(jìn)行高位裂隙鉆孔抽放，而高位裂隙鉆孔抽放也是工作面瓦斯治理的一個(gè)重要組成部分，因此，研究高突采煤工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)期間瓦斯治理技術(shù)，對(duì)保證工作面安全生產(chǎn)具有重要意義。

一、礦井基本情況

八礦位于鶴壁礦區(qū)南部，井田南北走向5.25 km，東西傾向1.7 ～ 1.9 km，面積約7.9 km2。井田為隱伏井田，屬單斜構(gòu)造。二迭系山西組二1煤為礦井唯一可采煤層，平均厚度6.75 m，平均傾角24°。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育，尤其小斷層較多，煤層穩(wěn)定性中等，局部存在明顯的變薄現(xiàn)象。2002年8月經(jīng)撫順煤科院鑒定為突出礦井。2006年礦井核定生產(chǎn)能力為81萬t/a。2008又礦井煤層及瓦斯含量進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如下：礦井絕對(duì)瓦斯涌出量37.58 m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量23.53 m3/m in。煤層瓦斯含量12.1 ～ 18.6 m3/t，瓦斯壓力1.3 ～1.5 MPa，煤層透氣性系數(shù)為1.5 m2/MPa2·d，屬勉強(qiáng)可抽放煤層。煤炭自燃傾向性為三類，不易自燃，自燃發(fā)火期145 d，煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)為14.72%。全礦總進(jìn)風(fēng)量11342 m3/min，總回風(fēng)量11 546 m3/min，礦井有效風(fēng)量率87.2%。礦井通風(fēng)等積孔為4.8m2。各個(gè)分區(qū)配風(fēng)合理，配風(fēng)能力滿足生產(chǎn)需求。

二、31011工作面情況

31011工作面位于井田南部三水平開采二1煤層，地面標(biāo)高+ 140 m，工作面標(biāo)高– 370 ～ – 441m。在工作面布置有穿層鉆孔、本煤層鉆孔、高位裂隙鉆孔。工作面走向長(zhǎng)280 m，傾斜長(zhǎng)150 m，采高2.5 m，傾角28°，可采儲(chǔ)量14.8萬t，計(jì)劃月產(chǎn)量1.8萬t。該工作面為頂分層采煤工作面，煤層瓦斯?jié)舛雀?，絕對(duì)涌出量最大7.3 m3/min，最小5.5 m3/min，平均6.4 m3/m in，相對(duì)瓦斯涌出量最大15.2 m3/t，最小11.6 m3/t， 通風(fēng)能力有限，最大配風(fēng)量為1 200 m3/m in。

三、高位裂隙鉆場(chǎng)布置情況

高位裂隙鉆場(chǎng)以20° ～ 25°起坡，掘進(jìn)8 m后變平，再施工4 m后停掘，高位鉆場(chǎng)底板高出煤層頂板5 m。鉆場(chǎng)在回采工作面風(fēng)巷距切眼90 m處掘第一高位鉆場(chǎng)，沿工作面走向向外每隔70 ～ 80 m掘1個(gè)高位鉆場(chǎng)。

四、礦井高突工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)期間瓦斯情況

工作面高位裂隙鉆場(chǎng)帶抽完畢后，首先在高位裂隙鉆場(chǎng)內(nèi)從開口向里4 m開始盤2個(gè)木垛，防止工作面回采過來后壓斷抽放管，影響抽放；然后在緊挨靠外木垛處釘板墻。實(shí)際采煤過程中，每當(dāng)工作面回采到離高位裂隙鉆場(chǎng)8 m左后位置時(shí)，鉆場(chǎng)附近瓦斯量顯著增大，其原因主要有兩點(diǎn)：一是受集中壓力的影響，造成煤壁大量漏風(fēng)；二是壓力增大后造成板墻變形，瓦斯隨之溢出。板墻外最高瓦斯?jié)舛冗_(dá)到10%，鉆場(chǎng)回風(fēng)巷口瓦斯?jié)舛纫渤^1%，嚴(yán)重影響了工作面的安全生產(chǎn)。為此，通風(fēng)區(qū)采用了風(fēng)障引導(dǎo)法、黃泥勾縫法處理高位裂隙鉆場(chǎng)涌出瓦斯，有時(shí)甚至每班派專職瓦斯檢查員固定在高位裂隙鉆場(chǎng)處理瓦斯，均未達(dá)到預(yù)期效果，導(dǎo)致工作面在過高位裂隙鉆場(chǎng)時(shí)經(jīng)常停產(chǎn)，少則幾個(gè)小時(shí)，多則一個(gè)小班，嚴(yán)重影響了煤礦的安全生產(chǎn)，工作面產(chǎn)量也受到了很大影響。所以，高突采煤工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)期間瓦斯治理技術(shù)更新勢(shì)在必行。

五、31011工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)期間瓦斯治理技術(shù)應(yīng)用

吸取以往高突采煤工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)期間的瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)，31011工作面在過高位裂隙鉆場(chǎng)前30 m就由采煤隊(duì)先在高位裂隙鉆場(chǎng)盤木垛，第一道木垛距離回風(fēng)巷口6 m，抽放隊(duì)在木垛中間預(yù)埋3 ～ 5根Ф40 mm抽放管，用Ф50 mm抗靜電軟管與抽放管連接。通風(fēng)區(qū)緊挨木垛釘一道板墻，然后再盤第二個(gè)木垛，通風(fēng)區(qū)再釘?shù)诙腊鍓?，板墻預(yù)留3個(gè)注羅克休管，通風(fēng)區(qū)隨后注入羅克休，直至注滿為止。這樣一來，工作面推過來以后，高位裂隙鉆場(chǎng)頂板壓力增大，瓦斯開始溢出，但是由于注滿羅克休，而羅克休堵漏效果極佳，所以瓦斯完全控制在高位裂隙鉆場(chǎng)內(nèi)，等工作面完全推過高位裂隙鉆場(chǎng)后，里面開始埋的花管又起到抽放作用，繼續(xù)預(yù)抽采空區(qū)瓦斯。采用上述方法后，杜絕了工作面每次過高位裂隙鉆場(chǎng)期間易出現(xiàn)的瓦斯超限問題，工作面過2次高位鉆場(chǎng)時(shí)沒有出現(xiàn)瓦斯超限問題，工作面采煤工作水利進(jìn)行，為煤礦安全生產(chǎn)提供了有力保障。工作圖過第二高位裂隙鉆場(chǎng)如圖1所示。

六、結(jié)論

高突采煤工作面瓦斯涌出量較大，采用高位裂隙鉆場(chǎng)抽放技術(shù)雖然減少工作面瓦斯涌出量，但是卻造成工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)時(shí)極易出現(xiàn)瓦斯超限和局部瓦斯積聚的問題。通過采取工作面過高位裂隙鉆場(chǎng)時(shí)注羅克休的瓦斯治理措施，解決了過鉆場(chǎng)時(shí)易出現(xiàn)瓦斯超限和局部瓦斯積聚的問題，提高了瓦斯治理水平，保證了工作面的安全生產(chǎn)。