淺談瓦斯異常區(qū)域瓦斯管理技術(shù)

摘要：文章以城郊煤礦瓦斯礦井為例，介紹了瓦斯異常區(qū)域瓦斯管理技術(shù)，為了達到使工作面瓦斯?jié)舛冉档偷哪康?，并且能夠有效解決工作面瓦斯超限，實現(xiàn)工作面的安全回采和高效生產(chǎn)工作，初采初放時采用向采空區(qū)漏風(fēng)稀釋瓦斯，正常回采時采取本煤層抽放、高位裂隙抽放、上隅角瓦斯抽放的聯(lián)合方式管理瓦斯，取得了良好的瓦斯治理效果。

關(guān)鍵詞：瓦斯異常區(qū)域；高位裂隙抽放；瓦斯治理

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）28-0123-02

一直以來，在煤礦安全生產(chǎn)中瓦斯問題是其主要的制約因素之一，并且隨著現(xiàn)代人們對煤礦開采深度的逐漸增加，出現(xiàn)瓦斯異常的區(qū)域也在隨之增多，這就使得瓦斯問題更加突出。城郊煤礦2903綜采工作面煤體平均瓦斯含量為8.21m3/t，嚴重制約了工作面的正常回采工作。在回采期間針對不同的條件采取合理的瓦斯治理措施后，工作面的瓦斯超限問題得以解決，不僅保障了工作面的高產(chǎn)、高效，而且實現(xiàn)了煤礦的安全生產(chǎn)。

1 礦井及工作面概況

2903綜采工作面位于九采區(qū)，東為九采區(qū)軌道、膠帶集中巷，西為實體煤，南為實體煤，北為2902工作面（已采）。2903工作面平均走向長度為938m，傾斜長為174.8m，工作面煤層厚度1.5～3.8m，平均2.94m，可采儲量593517t，設(shè)計服務(wù)年限約8.5個月。工作面總體為一單斜構(gòu)造，外段煤層傾角較大，最大達22°，里段較為平緩，煤層傾角2°～7°，平均約5°。

根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)測試結(jié)果，城郊煤礦二2煤層透氣性系數(shù)約為1.09m2/MPa2·d，屬于可以抽放煤層。2903工作面開采范圍內(nèi)屬局部瓦斯異常區(qū)，根據(jù)掘進期間原始瓦斯含量測定，最大瓦斯含量9.29m3/t，平均瓦斯含量為8.21m3/t。

2 本煤層瓦斯抽放技術(shù)

2903工作面兩順槽施工Φ92mm順層鉆孔，現(xiàn)場實測抽放半徑為1.5m，煤層平均厚度為2.94m，故布置一排鉆孔，鉆孔長度為100m，角度隨煤層適當調(diào)整，打鉆定位時必須正對鉆孔噴點位置，上下和左右的誤差不得大于0.2m。若鉆孔出現(xiàn)噴孔等瓦斯異常現(xiàn)象時，可適當降低鉆孔間距增加鉆孔數(shù)量，若鄰近鉆孔出現(xiàn)過早揭露巖石時，可參照鄰近鉆孔適當調(diào)整傾角，采用“合成樹脂+膨脹封孔劑”的封孔方式，采用軟管和兩順槽瓦斯抽放主管路連接。

3 高位裂隙鉆孔抽放技術(shù)

覆巖層的裂隙主要是由于工作面的回采工作造成的，可以將其分為“橫三區(qū)”以及“豎三帶”。其中“橫三區(qū)”是指煤壁支撐影響區(qū)、離層區(qū)、重新壓實區(qū)，“豎三帶”是指冒落帶、裂隙帶、彎曲帶。在“橫三區(qū)”中，離層區(qū)的裂隙較為發(fā)育，透氣性大，其中的瓦斯含量高并且濃度大；在“豎三帶”中，裂隙帶具有透氣性大，瓦斯含量高、濃度大的特點，是瓦斯積聚的主要空間。在裂隙帶內(nèi)布置高位裂隙鉆孔，可以保證鉆孔長時間有效地抽出瓦斯。我們根據(jù)下式來計算裂隙帶的高度：

式中：

H——裂隙帶高度

M——煤層采高

由上述計算式可以算出裂隙帶高度，位于二2煤層頂板12.5～25.5m處，結(jié)合高位裂隙瓦斯抽放技術(shù)在城郊煤礦2902綜采工作面應(yīng)用經(jīng)驗分析終孔點距回風(fēng)巷的距離應(yīng)不少于12m，不大于25m。2903工作面高位裂隙瓦斯抽放鉆場布置在回風(fēng)巷中，每隔40m布置一個鉆場，以一個鉆場為例，抽放鉆場共施工抽放鉆孔6個，終孔間距在5m左右，鉆孔終孔位置距回風(fēng)巷上幫平距分別為11m、15m、19m、22m、26m、30m，距煤層頂板垂距分別為15m、19m、22m、26m、29m。采用軟管和順槽瓦斯抽放主管路連接。

4 隅角瓦斯埋管（插管）抽放技術(shù)

仰采時在2903工作面回采期間采用回風(fēng)隅角雙埋管邁步方式抽取瓦斯。即在膠帶順槽敷設(shè)一趟瓦斯抽放主管路，吊掛至距工作面100m處，通過三通連接兩趟6吋無縫鋼管（快速接頭型號）敷設(shè)至采空區(qū)作為埋管用于抽取采空區(qū)瓦斯。隨著工作面回采，當轉(zhuǎn)載機移至三通位置時，及時延接6吋鋼管并移動波紋管和掐接主管路，使抽放主干管距工作面支架切頂線約50m。兩趟埋管相鄰抽放籠間距暫定為15m（合理邁步距可在實際回采過程中考察確定）。在回采過程中當?shù)谝粭l埋管達15～30m時，打開第一條埋管閥門進行抽放并開始預(yù)埋第二條管路，當?shù)谝粭l管路埋至30～60m時關(guān)閉該管路閥門并將此處的1節(jié)6吋鋼管更換成抽放籠，此時第一條管路處于關(guān)閉狀態(tài)，打開第二條管路閥門投入抽采。當工作面推過第二條管路管口30～60m時，關(guān)閉該管路三通處閥門將此處的1節(jié)6吋鋼管更換成抽放籠并打開第一條管路閥門投入抽采，依次類推。

俯采時在膠帶順槽敷設(shè)一趟10吋插管抽放管路至工作面1#支架切頂線前方8m左右。利用聚乙烯抽放管自身柔性，在轉(zhuǎn)載機機頭前將插管抽放主管路由煤墻側(cè)過渡到煤柱側(cè)，10吋插管抽放管路末端與回風(fēng)隅角之間用兩根8吋瓦斯抽放管路連接。8吋抽放管路一端插在10吋管路內(nèi)，另一端插在回風(fēng)隅角袋裝鋸末密閉墻內(nèi)，8吋抽放管末端1.5m長加工成眼距100mm，眼徑30mm的花管并用24目的鋼篩網(wǎng)對管口和花管表面進行包裹，防止雜物進入管路。在1#支架切頂線處采用鋸末袋壘設(shè)臨時密閉墻，確保采空區(qū)與回風(fēng)隅角有效隔絕，回采期間，當8吋瓦斯抽放管完全插入10吋瓦斯抽放管時，及時掐接10吋瓦斯抽放管路，并將8吋插管伸出。隨著工作面的推進和轉(zhuǎn)載機的前移，及時調(diào)整過渡段瓦斯抽放管路的彎曲度，保證瓦斯抽放管路從煤墻側(cè)平緩過渡到煤

柱側(cè)。

5 結(jié)語

通過應(yīng)用聯(lián)合瓦斯治理方式，主要取得了以下四點成果：

（1）初采初放時期在兩巷密集柱處各搭設(shè)一個木垛，采取向采空區(qū)漏風(fēng)的方式稀釋采空區(qū)的瓦斯，消除了瓦斯積聚現(xiàn)象。正常回采時在進風(fēng)側(cè)設(shè)置擋風(fēng)簾減少向采空區(qū)的漏風(fēng)量，采用聯(lián)合抽放的方法治理

瓦斯。

（2）通風(fēng)費用減少，回風(fēng)隅角瓦斯超限現(xiàn)象被有效杜絕，使回風(fēng)隅角的瓦斯?jié)舛仁冀K保持在0.15%～0.40%之間，降低了工作面的瓦斯?jié)舛龋瑢崿F(xiàn)了工作面安全生產(chǎn)的目標。

（3）工作面的生產(chǎn)能力得到有效提高，在對瓦斯進行綜合治理以前，工作面的日產(chǎn)量為1500～2000t，而實施治理以后，工作面的最高日產(chǎn)量可以達到2900t，實現(xiàn)了工作面的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，保障了煤礦的安全生產(chǎn)。

（4）工作面的風(fēng)排瓦斯量明顯減少，工作面的風(fēng)排瓦斯量平均為2.5m3∕min。

參考文獻

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作者簡介：劉向偉（1981-），男，河南永城人，供職于河南煤業(yè)化工集團永煤公司城郊煤礦，研究方向：礦井綜采

管理。