2145工作面瓦斯綜合治理技術研究及應用

陳艷明

摘 要：隨著開采深度的不斷延伸，瓦斯成為制約生產(chǎn)的主要因素，以往工作中針對頂分層工作面瓦斯治理技術單一、但效果不甚理想，因此，針對今2145主采工作面進行了綜合瓦斯治理技術研究，針對工作面回采過程中不同區(qū)域瓦斯涌出特點制定了綜合技術方案。

關鍵詞：2145 工作面 瓦斯 技術研究

中圖分類號：F272.9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0064-01

我礦針對今2145主采工作面進行了綜合瓦斯治理技術研究，針對工作面回采過程中不同區(qū)域瓦斯涌出特點制定了綜合技術方案，即上隅角采用大管徑埋管瓦斯抽放、頂板高位抽放巷裂隙帶瓦斯抽放、回采期間卸壓帶瓦斯抽放，具體實施情況如下。

1 工作面概況

1.1 工作面基本情況

2145工作面為214采區(qū)東翼第三個工作面，工作面西部為2143工作面采空區(qū)，東部為30采區(qū)邊界實體煤，南部臨近6F5斷層，北部為2146工作面實體煤。工作面內(nèi)煤層賦存穩(wěn)定，煤層走向方位角3°～21°，煤層傾角21°～28°，平均傾角26°，煤層平均厚度為8.39 m，煤層底板標高為-295～ -422 m；工作面平均采深547 m。

1.2 瓦斯賦存情況

根據(jù)河南理工大學于2006年10月份在2145底抽巷距二車場開口130 m位置測定了2145工作面原始瓦斯含量，測定結果為12.97 m3/t，工作面具有煤與瓦斯突出危險性。2145工作面瓦斯抽采半徑2.73 m。2145工作面煤炭儲量為33.84萬t，瓦斯儲量約為438.9萬4m3。

1.3 采前瓦斯防治措施

由于六礦所采煤層為單一煤層，沒有保護層可開采，采前通過在45底抽巷布置穿層鉆孔和工作面上、下順槽布置密集順層抽放鉆孔預抽工作面回采區(qū)域瓦斯。

工作面上順槽設計下向鉆孔兩排，共計個21鉆場，378個鉆孔。鉆孔平均深度60 m，鉆孔工程量22680 m，鉆孔于2012年3月份開始施工。下順槽設計上向鉆孔兩排，共計個19鉆場，190個鉆孔，鉆孔工程量14250 m，后又在下順槽雙排鉆孔的基礎上設計第三排抽放鉆孔，共計個19鉆場，190個鉆孔，鉆孔工程量14250 m。鉆孔平均深度75 m，根據(jù)鶴煤集團工程技術研究中心測定該工作面瓦斯含量報告數(shù)據(jù)，殘余瓦斯含量最大值為7.69 m3/t。

2 回采期間瓦斯綜合治理措施

2.1 上隅角治理技術措施

上隅角瓦斯主要由采空區(qū)涌出，瓦斯量相對較大，我礦在上順槽敷設16寸螺旋鋼管一趟，每隔3 m管路加裝1個三通，管路端頭焊接一個高1.5 m，寬1.5 m的10寸干字型管，干字形管瓦斯進氣口加裝柵欄以防止高負壓抽放期間雜物進入主管路內(nèi)，工作面推至干字形管前在該位置打設木垛。上隅角瓦斯抽放系統(tǒng)由北七瓦斯泵站1號泵帶抽，瓦斯泵型號為2BEC-52，抽放能力200 m3/min，由于采用了大功率瓦斯抽放設備、大直徑瓦斯抽采管路，抽出瓦斯?jié)舛取⑼咚钩榉帕看蠓忍岣?。抽放濃度達到4%，抽放混量達到107 m3/min。由相比其他工作面上隅角瓦斯抽放，抽放濃度提高了2%～3.5%，抽出混量提高了30～40 mm3/min。

2.2 頂板高位抽放巷裂隙帶瓦斯抽放

頂抽巷裂隙帶瓦斯抽放的機理是工作面回采過程中會導致頂板巖層卸壓，并在采空區(qū)形成瓦斯流動和運移的“O”型圈裂隙帶，由于瓦斯分子重量低，相當一部分瓦斯在浮力作用下沿裂隙帶向高位置移動，頂板高位抽放巷的作用就是以工作面回采采動壓力所形成的頂板裂隙作為通過來抽放工作面煤壁及采空區(qū)涌出的瓦斯。2145頂板抽放巷平行回風順槽布置，平距22 m，巷道底板距二1煤層頂板25 m，由三水平回風暗斜井開口掘進，巷道總工程量826.62 m，采用錨網(wǎng)噴支護，巷道規(guī)格2.6 m×2.4 m，凈斷面積5.51 m2。由于2145頂板巷距離2145切眼較遠（約60 m），在2145工作面初采期間無法實現(xiàn)高位裂隙抽放，瓦斯涌出量預計較大，為防治出現(xiàn)局部瓦斯聚集，采空區(qū)瓦斯涌出異?，F(xiàn)象，保證2145工作面初采期間安全生產(chǎn)，在2145頂板抽放巷窩頭處設計了高位裂隙鉆孔，鉆孔設計兩排共12個，通過鉆孔對初采期間采空區(qū)瓦斯進行預抽。頂板高位抽放巷裂隙帶瓦斯抽放由北七瓦斯泵站2號泵帶抽，瓦斯泵型號為2BEC-52，抽放能力200 m3/min，初采期間抽放濃度達到10%～12%，抽放混量160 m3/min，目前抽放情況為抽放濃度2%，抽放混量120 m3/min。

2.3 卸壓帶瓦斯抽放

卸壓帶瓦斯抽放的機理是工作面在回采過程中，煤體的應力平衡被打破，為趨于新的平衡，工作面前方煤體應力會重新分布，一定范圍內(nèi)的煤體應力降低、裂隙溝通致使煤層透氣性增加，而鉆孔的瓦斯抽放量不僅與抽放時間有關，而且主要取決于煤層透氣性，隨著工作面向前推進，其前方一定范圍內(nèi)煤體卸壓，煤體裂隙進一步溝通，吸附瓦斯向前游離的轉(zhuǎn)化加大，即處于采動影響卸壓范圍內(nèi)，鉆孔瓦斯抽放量必然出現(xiàn)新的提升。為進一步提高工作面瓦斯治理效果，回采期間我礦在距工作面20～50 m范圍內(nèi)進行了卸壓帶瓦斯抽放，且保證了卸壓帶范圍內(nèi)使用有鉆孔施工并抽放。由于上順槽采前已施工大量抽放鉆孔，為提高卸壓帶鉆孔抽放負壓，我礦將卸壓帶范圍內(nèi)鉆孔帶抽至移動泵站，目前由北七泵站1號泵擔負抽采任務，現(xiàn)抽放濃度15%，抽放負壓15 kPa，抽放純量0.82 m3/min。

3 結論

由于采取了切實可靠的瓦斯綜合治理技術措施，工作面回采至今未發(fā)生一次瓦斯超限事故，瓦斯治理效果明顯，工作面瓦斯?jié)舛然痉€(wěn)定在0.12～0.25%之間，回風濃度保持在0.24～0.3%左右，通過工作面瓦斯綜合治理措施的采取，工作面月平均單產(chǎn)達到了5.2萬噸以上，經(jīng)濟及社會效益顯著。

參考文獻

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