綜采工作面瓦斯綜合治理技術研究與應用

于 明

(大同煤礦集團有限責任公司王村礦，山西 大同 037000)

為加強王村煤業(yè)8105工作面瓦斯治理，做到多措并舉、應抽盡抽、抽采達標，杜絕工作面回采時發(fā)生瓦斯事故，保證工作面高產高效的回采，結合相關瓦斯治理研究文獻資料[1-6]，特對8105工作面進行瓦斯抽采設計。

1 工作面地質與瓦斯概況

王村煤業(yè)8105工作面設計開采煤層為山4#層煤。通過地質資料分析，并根據工作面現場兩巷道、切巷揭露證實，工作面區(qū)域內煤層厚度2.55～3.07m，平均2.79m；工作面煤層為穩(wěn)定型煤，中間普遍夾一到兩層0.05～0.22m左右的炭質泥巖、高嶺質泥巖夾矸，結構為1.16（0.17）0.88（0.12）0.46，煤層傾向SW。山4層2105巷為運輸進風巷，長度1830m；山4層5105巷為回風巷，長度為1907m；8105工作面長度180m，可采長度1780m。

瓦斯相對涌出量最大為28.39m3/t，絕對涌出量最大為10.34m3/min。

2 瓦斯抽采設計

2.1 抽采方法

工作面回采過程中瓦斯治理方式主要采用本煤層順層鉆孔預抽+高抽巷采空區(qū)抽采+頂板裂隙鉆孔瓦斯抽采。

8105運輸巷、回風巷設計施工雙排鉆孔，鉆孔孔深175m，鉆孔孔徑94mm，開孔高度分別為2m和2.5m，單排鉆孔間距3.4m，設計鉆孔420個，進尺66150m。

高抽巷停頭處距工作面切眼水平距離3m，距離工作面切眼頂板8m，高抽巷穿透鉆孔設計施工15個，孔徑153mm，總進尺153.7m。高抽巷抽采鉆孔設計圖如圖1所示。

8105運輸巷距切眼210m范圍布置施工頂板裂隙帶鉆孔，鉆孔孔深45～126m，設計鉆孔48個，進尺4700m；同時在鉆場內施工千米鉆機定向頂板裂隙帶鉆孔，設計鉆孔5個，進尺750m。頂板裂隙帶鉆孔設計圖如圖2所示。

圖1 高抽巷抽采鉆孔設計圖

圖2 頂板裂隙帶鉆孔設計圖

2.2 評判區(qū)域瓦斯抽采采取措施

8105工作面距切眼210m范圍以外采用本煤層順層鉆孔預抽，距切眼210m范圍以內在8105運輸巷采用頂板裂隙帶鉆孔及本煤層預抽鉆孔相結合的瓦斯抽采模式。采空區(qū)瓦斯治理高抽巷采空區(qū)抽采，鉆孔采用兩堵一注水泥帶壓封孔工藝，為保證封孔質量，頂板裂隙帶鉆孔封孔時要求封入巖內，并網采用新型并網快接工藝。

3 抽采效果評價

3.1 預抽達標評判單元劃分

將8105工作面分為以下3個評價單元：

第一評價單元為8105工作面傾向長度180m、走向長度580m（回采里程0～580m）。該區(qū)域最長抽采時間416d，最短抽采時間346d，η1=（416-346）/416=16.8%，該區(qū)域為頂板裂隙帶鉆孔、本煤層預抽相結合瓦斯抽采模式。

第二評價單元為8105工作面傾向長度180m、走向長度620m（回采里程580～1200m）。該區(qū)域最長抽采時間346d，最短抽采時間276d，η2=（346-276）/346=20.2%。

第三評價單元為8105工作面傾向長度180m、走向長度580m（回采里程1200～1780m）。該區(qū)域最長抽采時間 276d，最短抽采時間216d，η3=（276-216）/276=21.7%。

3.2 預抽瓦斯效果

8105工作面為非突出煤層，非突出煤層的測定必須滿足表1要求。

表1 采煤工作面回采前可解吸瓦斯含量指標

8105工作面第一、二階段取樣含量測定結果如圖3所示。分析可知，所測定的參數中可解吸瓦斯含量最大值為3.2095m3/t，小于回采要求的煤的可解吸瓦斯含量4.5m3/t，滿足日產量8000～10000t要求。

圖3 工作面瓦斯含量測定數據

4 結論

（1）王村煤業(yè)8105工作面瓦斯涌出量主要來自于開采層，工作面瓦斯抽采采用本煤層順層鉆孔預抽+高抽巷采空區(qū)抽采+頂板裂隙鉆孔抽采綜合治理方式。

（2）通過瓦斯抽采后，煤的可解吸瓦斯含量實測最大值為3.2095m3/t，小于回采要求的煤的可解吸瓦斯含量4.5m3/t，8105工作面抽采達標，滿足回采要求。