龍山煤礦23煤柱工作面瓦斯治理技術(shù)應(yīng)用研究

摘要：文章通過結(jié)合龍山煤礦工程實(shí)例，介紹了采煤工作面瓦斯治理技術(shù)的應(yīng)用及其效果，分別從淺孔抽放或排放、規(guī)范修筑鋸末墻、工作面上隅角堅持插管抽放、加強(qiáng)高位鉆孔抽放、加強(qiáng)在抽鉆孔排查、吊掛擋風(fēng)風(fēng)障減少采空區(qū)漏風(fēng)、保證工作面回風(fēng)順暢等方面闡述了23煤柱工作面瓦斯治理情況。對綜采工作面的瓦斯治理，必須對現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)查，詳細(xì)地分析原因，根據(jù)具體情況采取有針對性的綜合措施。

關(guān)鍵詞：突出煤層；采煤工作面；瓦斯治理技術(shù)；瓦斯防治措施；煤炭開采 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD712 文章編號：1009-2374（2015）03-0156-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0267

1 概況

煤與瓦斯突出事故一直是突出礦井安全生產(chǎn)的重大威脅，為解決這一難題，各個大型煤業(yè)公司采取了各式各樣的防治煤與瓦斯突出措施，龍山煤礦是煤與瓦斯突出礦井，23煤柱綜采工作面瓦斯管理問題是制約龍山煤礦煤炭產(chǎn)量的主要原因，為有效解決這一問題，龍山煤礦采取了幾項(xiàng)措施對23煤柱工作面瓦斯進(jìn)行治理。

2 采煤工作面瓦斯治理情況

2.1 23煤柱工作面概況

2.1.1 工作面上順槽。23煤柱綜采工作面上順槽采用U29型鋼梯形棚支護(hù)，棚距0.8m。外段支護(hù)規(guī)格為3.8m（下凈寬）×2.7m（凈高），掘進(jìn)斷面積11.7m2，凈斷面積，10.5m2；里段支護(hù)規(guī)格為4.5m（下凈寬）×2.7m（凈高），掘進(jìn)斷面積13.8m2，凈斷面積，12.4m2。巷道沿煤層底板布置，總長度316m，用于工作面回風(fēng)、運(yùn)料、行人。

2.1.2 工作面下順槽。23煤柱綜采工作面下順槽采用U29型鋼梯形棚支護(hù)，棚距0.8m。外段支護(hù)規(guī)格為3.8m（下凈寬）×2.7m（凈高），掘進(jìn)斷面積11.7m2，凈斷面積，10.5m2；里段支護(hù)規(guī)格為4.5m（下凈寬）×2.7m（凈高），掘進(jìn)斷面積13.8m2，凈斷面積，12.4m2；切眼向外60m為工字鋼支護(hù)，上凈寬2.4m，下凈寬3.5m，凈高2.1m，掘進(jìn)斷面積7.3m2，凈斷面積6.2m2。巷道沿煤層底板布置，總長度352m，用于工作面進(jìn)風(fēng)、運(yùn)煤、行人。

2.1.3 工作面開切眼。切眼采用輔助支護(hù)和主支護(hù)兩種支護(hù)形式，主支護(hù)為單體柱配合礦工鋼支架支護(hù)，輔助支護(hù)為錨索支護(hù)。第一次施工斷面規(guī)格：2.6m×2.6m（梁長×柱長），上凈寬2.4m，下凈寬3.5m，凈高2.3m，凈面積6.8m2；第二次施工時梁為可鉸接的特制礦工鋼（兩梁鉸接，梁長2.6m，柱長2.6m），上凈寬5.0m，下凈寬6.25m，凈高2.3m。凈斷面積13.0m2。切眼沿煤層底板布置，長度67m。

2.1.4 23煤柱綜采工作面煤層情況如表1所示：

2.2 工作面防突措施執(zhí)行情況

23煤柱工作面回采前采取順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施。為提前對23煤柱工作面進(jìn)行消突，在23煤柱上、下順槽施工順層鉆孔對23煤柱工作面進(jìn)行預(yù)抽，鉆孔控制整個23煤柱工作面。23煤柱上順槽共設(shè)計鉆孔200個，設(shè)計鉆孔總工程量9163m，實(shí)際施工205個，總工程量10393m；23煤柱下順槽共設(shè)計287個鉆孔，設(shè)計鉆孔總工程量18722m，實(shí)際施工297個，總工程量19300m。

2.3 區(qū)域驗(yàn)證情況

采用復(fù)合指標(biāo)法進(jìn)行區(qū)域驗(yàn)證。沿采煤工作面每隔10～15m布置一個驗(yàn)證鉆孔，鉆孔距頂板0.5～1.5m，孔徑42mm，深度6m，測定鉆孔瓦斯涌出初速度和鉆屑量指標(biāo)。鉆孔應(yīng)當(dāng)盡量布置在軟分層中，鉆孔每鉆進(jìn)1m測定該1m段的全部鉆屑量S，并在暫停鉆進(jìn)后2min內(nèi)測定鉆孔瓦斯涌出初速度q。測定鉆孔瓦斯涌出初速度時，測量室的長度為1.0m。

當(dāng)q、S的所有測定值均小于臨界值，并且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則該工作面為無突出危險工作面，否則，為突出危險工作面。

3 工作面瓦斯治理方案研究

（1）分析瓦斯涌出的主要來源，制定相應(yīng)的治理措施；（2）分析在瓦斯?jié)舛日５那闆r下，確保正?；夭墒┕さ拇胧唬?）根據(jù)瓦斯涌出的來源不同通過采取淺孔抽放或排放、規(guī)范修筑鋸末墻、工作面上隅角堅持插管抽放、加強(qiáng)高位鉆孔抽放、加強(qiáng)在抽鉆孔排查、吊掛擋風(fēng)風(fēng)障、保證工作面回風(fēng)順暢等七項(xiàng)瓦斯治理專項(xiàng)措施有效治理23煤柱工作面瓦斯問題。

4 項(xiàng)目實(shí)施的主要做法

4.1 淺孔抽放或排放

4.1.1 鉆孔施工參數(shù)。鉆孔孔深8m，孔間距6m，呈三花眼布置，下排鉆孔傾角+10°，上排鉆孔傾角+25°。

4.1.2 鉆孔施工要求：（1）鉆孔施工的范圍為距工作面上安全口5m處至距工作面下安全口15m的區(qū)域；（2）每推進(jìn)一個循環(huán)，執(zhí)行一次措施。工作面每推進(jìn)4m為一個循壞，每個循環(huán)的最后一個小班，前半班正?；夭墒┕ぃ蟀氚嗍┕ゃ@孔；（3）每次鉆孔施工前，由綜采隊(duì)負(fù)責(zé)通知通風(fēng)防突部，通風(fēng)防突部安排通防隊(duì)對施工完畢的鉆孔進(jìn)行連抽，同時通風(fēng)防突部應(yīng)安排專人到現(xiàn)場監(jiān)督鉆孔施工和封孔連抽情況，此外，鉆孔抽放時間為一個小班；（4）抽放一個小班后通防部安排區(qū)域驗(yàn)證人員進(jìn)行防突驗(yàn)證，只有在驗(yàn)證指標(biāo)不超時下發(fā)準(zhǔn)采通知單，綜采隊(duì)按照下發(fā)的準(zhǔn)采距離進(jìn)行回采；（5）綜采隊(duì)必須配備3～4部風(fēng)鉆同時施工鉆孔，以便提高施工進(jìn)度。

4.2 規(guī)范修筑鋸末墻

23煤柱工作面每次移架后，綜采隊(duì)必須及時在上隅角規(guī)范修筑鋸末墻，并封堵嚴(yán)實(shí)，此外，工作面現(xiàn)場鋸末數(shù)量不少于40袋，保證有足夠備用量。

4.3 工作面上隅角堅持插管抽放

改良工作面上隅角插管抽放多通，改進(jìn)插管抽放方式，確保上隅角抽放達(dá)到預(yù)期效果。

4.4 加強(qiáng)高位鉆孔抽放

除了在-220大巷1#鉆場施工高位鉆孔進(jìn)行采空區(qū)抽放外，繼續(xù)在-220大巷2#鉆場施工高位鉆孔對采空區(qū)加強(qiáng)抽放，確保抽放效果。

4.5 加強(qiáng)在抽鉆孔排查

排查工作面上下巷抽放鉆孔，對擠壓變形的抽放鉆孔進(jìn)行修復(fù)，并恢復(fù)抽放，做到應(yīng)抽盡抽。

4.6 吊掛擋風(fēng)風(fēng)障減少采空區(qū)漏風(fēng)

23煤柱工作面下尾巷必須吊掛擋風(fēng)風(fēng)障，減少采空區(qū)漏風(fēng)。

4.7 保證工作面回風(fēng)順暢

對23煤柱工作面上、下巷落底、擴(kuò)修，清理巷道內(nèi)所有雜物，并將上巷所有備用支架落到最低，增大上巷通風(fēng)斷面。

5 綜合評價

通過以上方案的實(shí)施，23煤柱工作面回風(fēng)瓦斯控制到0.4%～0.5%，進(jìn)風(fēng)角瓦斯?jié)舛葹?.1%，23煤柱工作面上隅角瓦斯降到了0.4%～0.6%，工作面上隅角插管抽放濃度保持在1%，流量保持在9.5m3/min，工作面高位鉆孔濃度保持在10%～15%，流量保持在6.4m3/min。同時得出以下結(jié)論：（1）綜采工作面的瓦斯治理，必須對現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)查，詳細(xì)地分析原因，根據(jù)具體情況采取有針對性的綜合措施；（2）通過多次生產(chǎn)實(shí)踐證明，控制風(fēng)量是防治采空區(qū)瓦斯異常涌出的一種有效措施；（3）利用高位鉆孔和工作面上隅角埋管并聯(lián)進(jìn)行瓦斯抽放是瓦斯防治治本的主要手段。

作者簡介：孫華鋒（1987-），男，河南鶴壁人，安陽鑫龍煤業(yè)（集團(tuán)）龍山煤業(yè)有限責(zé)任公司助理工程師，研究方向：煤炭技術(shù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）