保護(hù)層開采瓦斯防治技術(shù)在十一礦的應(yīng)用

范勝偉

（平煤股份十一礦，河南 平頂山 467000）

平煤股份十一礦位于中原名剎香山寺下，距平頂山新城區(qū)3km，始建于1972年8月，1979年簡(jiǎn)易投產(chǎn)。1995年至今先后進(jìn)行兩次改擴(kuò)建，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力從60萬t攀升到300萬t。2012年計(jì)劃生產(chǎn)原煤3Mt。2010年4月經(jīng)河南理工大學(xué)鑒定，己16-17煤層為突出煤層，礦井為突出礦井。

1 情況概述

平煤股份十一礦己15煤層位于山西組己煤段中下部，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部見一層夾矸，屬局部大面積可采的不穩(wěn)定型薄煤層。己15煤層煤厚為0.07～4.37m，平均1.1m。直接頂為灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾細(xì)紗巖，平均厚度2.5m，老頂為K14砂巖，平均厚度5.0m；直接底為暗灰色至深灰色砂質(zhì)泥巖和泥巖，平均厚度0.5m，局部出現(xiàn)炭質(zhì)泥巖偽底。根據(jù)勘探鉆孔和工程揭露資料，己二采區(qū)己16-17煤層賦存較穩(wěn)定，但煤厚變化也較大。東翼己16-17煤層厚度在5.05～9.68m之間，平均厚度6.60m，部分地區(qū)有夾矸，夾矸厚度0.34～0.87m（夾矸厚度大于0.6m的僅有1個(gè)鉆孔），煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。己15與己16-17煤層之間的層間距9～16m，平均12m。通過對(duì)瓦斯涌出量檢測(cè)計(jì)算，己15煤層巷道掘進(jìn)期間瓦斯涌出量,小于2.0m3/min。選擇己15煤層作為己16-17煤層的保護(hù)層優(yōu)先開采，對(duì)于保證己16-17煤層的安全高效開采、提高資源回收率具有重要作用。

2 開采工藝的技術(shù)運(yùn)用

2.1 液壓支架

采用單一走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法，綜合機(jī)械化采煤工藝，全部陷落法管理頂板。液壓支架采用ZY4000-12/25型液壓支架，采用MG250/601型采煤機(jī)落煤。支護(hù)質(zhì)量及頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。支架要排成一條直線，其偏差不得超過±50mm，中心距按照規(guī)定，偏差不超過±100mm。支架頂梁與頂板平行支設(shè)，其最大仰俯角＜7°。相鄰支架間不能有明顯的錯(cuò)差（不超過頂梁側(cè)護(hù)板高的2/3），支架不擠、不咬，架間空隙＜200mm。支架明柱外露長(zhǎng)度保持在200mm～600mm，杜絕死架、超高。

2.2 煤壁機(jī)道

端面距不超過340mm。生產(chǎn)過程中，如果瓦斯涌出量大，需加大通風(fēng)斷面，可在機(jī)頭或機(jī)尾處割出扇形面，以利于通風(fēng)，扇形面如遇到頂板破碎時(shí)，必須在煤壁側(cè)用大板或圓木配合單體柱架設(shè)臨時(shí)棚子，加強(qiáng)頂板控制，以防頂板冒漏。

2.3 高位鉆場(chǎng)抽放方法

風(fēng)巷每70m做一高位鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)布置10個(gè)鉆孔，鉆孔直徑選擇75mm，孔深80～100m，終孔位置必須在采面回采后的老空裂隙帶內(nèi)。其中，鉆孔的封孔方法使用人工法和壓注法相結(jié)合，封孔材料采用水泥沙漿充填和化學(xué)固孔劑兩種。高位孔封孔采用2寸套管封孔長(zhǎng)度30～40m。高位鉆孔抽采濃度最高可達(dá)40%，有效降低了工作面生產(chǎn)期間的瓦斯?jié)舛?。高位鉆場(chǎng)抽放泵設(shè)置在井下己二采區(qū)東翼抽放峒室，泵型號(hào)為2BEC-42型，額定抽氣量為150m3/min。

2.4 采空區(qū)及上隅角抽放方法

采空區(qū)采用埋管抽采方式進(jìn)行抽采，既可以抽采采空區(qū)的瓦斯，又可防止上隅角瓦斯超限。埋管抽采采空區(qū)瓦斯的具體方法是，在回采工作面回風(fēng)巷內(nèi)鋪設(shè)大直徑管道（如輕質(zhì)菱鎂管），作為采空區(qū)瓦斯抽采的預(yù)埋管路，管路每隔一定距離按一個(gè)具有組合閥門的三通管件作為抽采采空區(qū)瓦斯的吸氣口。隨著工作面的推進(jìn)，管路上的吸氣口入采空區(qū)內(nèi)最佳抽放位置（工作面后30～60m的范圍內(nèi)），吸氣口組合閥門打開，通過此口抽采采空區(qū)瓦斯。上隅角抽放管末端（進(jìn)氣端）插入上隅角擋風(fēng)墻以里400mm長(zhǎng)，并貼頂板吊掛；擋風(fēng)墻與抽放管結(jié)合處上封下堵，末架與風(fēng)巷上幫間隙封嚴(yán)。采空區(qū)上隅角抽放泵由地面抽放系統(tǒng)抽放，泵的型號(hào)為CBF-710型，額定抽氣量為450m3/min。

3 保護(hù)層開采瓦斯安全技術(shù)措施

3.1 建立嚴(yán)格的管理機(jī)制

堅(jiān)持先抽后采、以風(fēng)定產(chǎn)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控；合理組織生產(chǎn)，嚴(yán)禁超通風(fēng)能力進(jìn)行生產(chǎn)。嚴(yán)格按照措施執(zhí)行，由隊(duì)管干部、瓦斯檢查工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查，認(rèn)真把關(guān)，做好上隅角瓦斯治理工作。嚴(yán)格按“一通三防”專職人員分工，落實(shí)崗位責(zé)任制。嚴(yán)格落實(shí)己15-22110采面瓦斯抽采規(guī)定，加強(qiáng)上隅角及平位鉆場(chǎng)瓦斯抽采管理工作。

3.2 技術(shù)提升的重要手段

采面上、下隅角吊掛長(zhǎng)度不小于20m的擋風(fēng)簾，下隅角擋風(fēng)簾前段緊貼機(jī)巷下幫，向外拐不小于0.5m。擋風(fēng)簾上接頂板，下接底板，確保擋風(fēng)效果。上、下隅角必須打封堵墻，用編織袋裝碎煤進(jìn)行封堵，每推進(jìn)1.2m施工一道擋風(fēng)墻。此外，還要注意更多的技術(shù)處理，各特殊工種攜帶便攜式瓦斯檢查儀，所有人員佩戴隔離式自救器。采面設(shè)置固定瓦斯檢查工，認(rèn)真落實(shí)措施，瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.5%，自動(dòng)切斷施工電源，停止工作。

3.3 取得的效果

己15煤保護(hù)層工作面回采期間，瓦斯大部分來自被保護(hù)層，采面絕對(duì)瓦斯涌出量最大22.3m3/min,為確保該工作面的安全生產(chǎn)，在該工作面采取了平位鉆場(chǎng)、淺孔注水排放加上下口封堵的綜合瓦斯治理措施；在回采期間，回風(fēng)流中甲烷濃度控制在0.5%以內(nèi)，杜絕瓦斯超限事故，確保了工作面安全回采。

4 結(jié)語

（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，在被保護(hù)區(qū)域內(nèi)，己16-17煤層殘余瓦斯壓力為0.08～0.32MPa，在未被保護(hù)區(qū)域內(nèi)，己16-17煤層瓦斯壓力為0.25～0.89MPa，己15煤層可以作為己16-17煤層的保護(hù)層開采，區(qū)域防突措施執(zhí)行有效。

（2）被保護(hù)層在掘進(jìn)、回采過程中，要執(zhí)行區(qū)域驗(yàn)證、安全防護(hù)等確保安全生產(chǎn)。

（3）被保護(hù)層工作面瓦斯綜合防治的安全實(shí)施，為下一步本單位和兄弟單位保護(hù)層安全回采積累了經(jīng)驗(yàn)，有很好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家煤礦安全監(jiān)察局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009