王坡煤礦綜采工作面瓦斯治理技術(shù)

姚鵬飛

(山西天地王坡煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048021)

1 工作面基本情況

王坡煤礦3310工作面位于三采區(qū)四條集中巷南側(cè)，停采線為南集中回風(fēng)巷往南245 m，停采線以里走向長(zhǎng)度1 996 m，采用綜采放頂煤開采方式，目前已經(jīng)回采了13個(gè)月，回采面推進(jìn)1 216 m，生產(chǎn)原煤超過120萬t。根據(jù)瓦斯測(cè)定結(jié)果，工作面煤層瓦斯含量為6.46～15.62 m3/t，平均瓦斯絕對(duì)涌出量6.56 m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為2.06 m3/t，抽采鉆孔百米鉆孔流量在0.15 m3/min左右，礦井瓦斯等級(jí)為高瓦斯礦井，經(jīng)鑒定煤層不具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。3310綜放工作面采用“U”型通風(fēng)方式，風(fēng)量為2 692 m3/min。雖然采前先期施工順層鉆孔對(duì)工作面瓦斯進(jìn)行了預(yù)抽，但由于抽采系統(tǒng)能力不足，預(yù)抽效果欠佳，采空區(qū)、上隅角等仍存在瓦斯超限現(xiàn)象，必須進(jìn)一步采取措施加以治理。

2 瓦斯治理模式

3310綜放工作面瓦斯治理模式的核心是：在預(yù)抽達(dá)標(biāo)的情況下利用邊界回風(fēng)巷采用“卸壓帶抽采+上隅角插管+橫川埋管抽采”治理瓦斯，瓦斯抽采示意如圖1所示。把與3310回風(fēng)巷平行的3308運(yùn)輸巷(先作為3310的專用抽采巷)與采區(qū)邊界回風(fēng)巷連接，每隔60 m從專用抽采巷道用聯(lián)絡(luò)巷(橫川)與3310回風(fēng)巷貫通，或者每隔5～10 m用大直徑鉆孔與3310回風(fēng)巷貫通。3310工作面推進(jìn)后，3308運(yùn)輸巷(專用抽采巷)通過橫川(或者大直徑鉆孔)與3310工作面采空區(qū)連通，形成新系統(tǒng)。每個(gè)橫川(或者大直徑鉆孔)內(nèi)安裝1趟D426 mm瓦斯抽采管路，一端與瓦斯抽采巷道的D630 mm瓦斯抽采管路相連，另一端鋪向3310采空區(qū)。隨著回采面推進(jìn)，對(duì)不斷變化的采空區(qū)密閉埋管和上隅角插管進(jìn)行動(dòng)態(tài)瓦斯抽采。

2.1 采空區(qū)瓦斯抽采

首先將距工作面最近的橫川(或距回采工作面約60 m處大直徑鉆孔)預(yù)埋的D426 mm抽采管路與3308運(yùn)輸巷的D630 mm抽采支管對(duì)接，對(duì)接時(shí)使用D426 mm抽采軟管和D426 mm短節(jié)進(jìn)行連接。工作面往南60 m范圍開始與采空區(qū)相連的橫川(或者大直徑鉆孔)必須保持至少3個(gè)處于正常抽采狀態(tài)。如果瓦斯抽采濃度小于5%時(shí)，可適當(dāng)降低橫川(或者大直徑鉆孔)抽采混合流量，一般地，依次由北向南對(duì)瓦斯抽采濃度小于5%的橫川(或者大直徑鉆孔)降低抽采混合流量或者關(guān)閉[1-2]。

2.2 上隅角瓦斯抽采

從3310回風(fēng)巷距工作面最近的橫川口的D426 mm管路未端向上隅角安裝1趟D426 mm抽放軟管并插入上隅角綜采支架后2～3 m，插入管路距離巷道底板1.5～2 m。隨著工作面回采推進(jìn)，在上隅角位置每間隔4 m采用編織袋裝沫煤壓實(shí)后，堆疊一堵厚度不小于1.5 m的密閉墻，密閉完成后用風(fēng)筒布覆蓋，四周用化學(xué)漿噴嚴(yán)，保證能完全與采空區(qū)隔斷。同時(shí)在3308運(yùn)輸巷將對(duì)應(yīng)橫川(或大直徑鉆孔)的D426 mm抽放管路與D630 mm瓦斯抽放管路連接，如此完成上隅角插管抽采。如果周期來壓或者瓦斯涌出異常，要加強(qiáng)上隅角插管抽采[3-4]。

2.3 卸壓區(qū)域瓦斯抽采

3310工作面事實(shí)上還存在著抽采空白帶和抽采薄弱帶，采取抽采工作面煤壁前方卸壓區(qū)域的瓦斯消除這個(gè)問題。經(jīng)觀察，3310工作面煤壁前方卸壓區(qū)域一般在工作面煤壁前方3～60 m。在這個(gè)卸壓區(qū)域，煤層透氣性呈現(xiàn)上千倍的增長(zhǎng)，非常有利于瓦斯抽采。通過工作面兩巷道D377 mm(或D457 mm)預(yù)抽瓦斯管路最未端堵盤上預(yù)留的兩個(gè)D80 mm短接，向工作面方向安裝兩趟D76 mm煤礦井下抽放瓦斯用橡膠連接軟管(以下簡(jiǎn)稱“D76 mm抽放軟管”)，與卸壓區(qū)域的抽放鉆孔(距工作面5～60 m范圍鉆孔)分別間隔連接進(jìn)行抽放，鉆孔與兩趟D76 mm抽放軟管要平均連接。距工作面5 m范圍內(nèi)的鉆孔不抽后，要及時(shí)拆除并封堵嚴(yán)實(shí)[5]。

3 瓦斯治理效果分析

為了分析工作面瓦斯治理效果，統(tǒng)計(jì)了回采期間工作面回風(fēng)流和邊界巷瓦斯?jié)舛?，見?。

表1 3310工作面回風(fēng)巷及邊界巷瓦斯?jié)舛冉y(tǒng)計(jì)

由表1可以看出，3310工作面回采期間邊界巷瓦斯?jié)舛葹?.42%～1.37%，邊界巷實(shí)際起到了尾巷的作用，但邊界巷的瓦斯?jié)舛缺纫?guī)程要求的尾巷瓦斯?jié)舛鹊鸵恍谶吔缦锏陌踩愿咭恍?，但在橫川和大直徑鉆孔里面的瓦斯?jié)舛容^高?；仫L(fēng)巷風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.36%～0.67%，上隅角也沒有瓦斯超限，滿足了工作面安全生產(chǎn)的要求。

4 結(jié) 語

王坡煤礦3310綜采面在完全U通風(fēng)方式下利用邊界回風(fēng)巷采用“橫川埋管抽采+上隅角插管+卸壓帶抽采”的瓦斯治理模式，取得了良好的效果，有效防治了瓦斯事故的發(fā)生。對(duì)類似條件的工作面瓦斯治理有一定的借鑒意義。