高突礦井綜采工作面瓦斯治理技術(shù)

摘 要：本文以28810工作面為主要研究對象，對此工作面的情況進行簡單描述，并且詳細描述了綜采工作面的瓦斯抽采系統(tǒng)的特點，通過對抽采系統(tǒng)的分析，提出28810工作面瓦斯涌出情況，進而整理出高突礦井綜采工作面瓦斯治理的方法和技術(shù)手段，這一理論可以用于減少突發(fā)事件的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：煤層開采;瓦斯;治理技術(shù)

1 工作面情況介紹

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)工作方式中，煤層經(jīng)過開采以后，所處巖層會發(fā)生一些變化，產(chǎn)生裂隙主要分為兩類：穿層裂隙和離層裂隙。28810綜采工作面位于+860水平八采區(qū)8#煤層，28810工作面軌順巷道斷面為19.8m2，走向長度為1099-1038m，切眼斷面為34.4m2，傾斜長度為201m，皮順巷道斷面是22m2。煤層的瓦斯含量是9.83m3/t，可采儲量約為114萬t左右，此綜采工作面的計劃日產(chǎn)量大約為5858t。煤層開采進程不斷推進，開切眼將逐漸增大，開采距離也越來越遠，此因素影響下，在綜采工作面中部，產(chǎn)生的離層裂隙將會逐漸被壓實。同時開采區(qū)上、下兩側(cè)將會受到支撐作用，主要受到煤壁的支撐，由于這種作用出現(xiàn)離層裂隙，仍可恢復(fù)到發(fā)育狀態(tài)。

2 綜采工作面瓦斯抽采技術(shù)的特點

通常情況下采取的主要抽采措施可總結(jié)為：“本煤層、高抽巷、低抽巷、瓦斯治理巷橫貫埋管”，下文將詳細描述。

2.1 本煤層瓦斯抽采

原八采2#域預(yù)抽巷名稱現(xiàn)變更為28810皮順，原八采2#預(yù)抽巷鉆孔現(xiàn)均為28810工作面本煤層鉆孔，28810皮順60m處至1070m處施工鉆孔進行瓦斯抽采，施工巷道右?guī)屯咚钩椴摄@孔（掘進方向），鉆孔傾角取0°-2°，鉆孔直徑為113mm，終孔直徑為113mm，鉆孔間距為5m，總共設(shè)計施工184個鉆孔，設(shè)計深度為216m，累計進尺39744m，預(yù)計抽采瓦斯量為2.5m3/min。

2.2 高抽巷瓦斯抽采

28810工作面高抽巷采用的是密閉插管D450mm“PE”抽采，高抽巷位于28810工作面上方，內(nèi)錯皮順有35m，斷面積為8m2，預(yù)計抽采瓦斯量16m3/min。如圖1所示。

2.3 28810低抽巷瓦斯抽采

抽采鉆孔施工從低抽采巷外端100m處開始至末端150m處，具體位置見圖2。鉆孔傾角取0°～2°，鉆孔深度為200-260m之間，鉆孔的孔徑是113mm，共設(shè)計鉆孔有190個，由于28810低抽巷0-642m位于無突出危險區(qū)，所以642m之后的部分位于突出危險區(qū)。綜上情況，故0-642m位于無突出危險區(qū)，設(shè)計施工106個，鉆孔設(shè)計深度范圍在200-246m之間較為恰當，鉆孔進尺為26076m，設(shè)計施工84個，鉆孔設(shè)計深度的范圍在200-260m之間，鉆孔進尺為21840m，合計進尺45490m，預(yù)計抽采瓦斯量為5m3/min。

2.4 28810瓦斯治理巷瓦斯抽采

28810瓦斯治理巷內(nèi)布置一趟D426mm不銹鋼管，采用橫貫埋設(shè)D450mm“PE”管對28810采空區(qū)進行瓦斯抽采，共計17個橫貫。預(yù)計抽采瓦斯量為1.5m3/min。28810瓦斯治理巷橫貫埋管示意圖3。

3 綜采工作面瓦斯涌出情況與瓦斯治理技術(shù)分析

根據(jù)《東曲煤礦瓦斯涌出量預(yù)測》以及鄰近的28808工作面回采期間的瓦斯涌出情況，預(yù)計28810工作面回采期間的最大絕對瓦斯涌出量為40m3/min，預(yù)計相對瓦斯涌出量為9.83m3/t。其中本煤層5.89m3/t，鄰近層3.94m3/t（包括上鄰近層1.58m3/t，下鄰近層2.36m3/t）。煤層原始瓦斯含量的最大值為7.70m3/t、殘余瓦斯含量約為4.11-5.38m3/t。在瓦斯治理技術(shù)上，可以通過以下幾種方式：

①在上隅角瓦斯治理方面制定合理辦法。實際工作通常利用后退式設(shè)置，主要是因為工作面通常不是完全靜止的，當產(chǎn)生移動時，會出現(xiàn)風巷填充不結(jié)實現(xiàn)象，將發(fā)生漏風情況造成故障。設(shè)置此模式，對插軟管產(chǎn)生一定封閉作用，達到抽放上隅角瓦斯效果，即便瓦斯在回風崗沉積，并且向工作面涌入，也可輕松應(yīng)對。當工作面發(fā)生移動時，要將抽放軟管預(yù)埋處理，將其放置在采空區(qū)上風港位置，注意要將它其中一頭深入到上隅角，并且在管口附近預(yù)留出不小于3m3空間，同時，封閉1-2m。除預(yù)留空間一端，將另一頭和風向抽放管路進行連接，并且要采取抽放措施;

②合理選取綜采工作面的配風量，配風量會對瓦斯涌出產(chǎn)生影響，瓦斯治理從源頭上找到解決辦法，要保持配風量合理性，控制瓦斯涌出量。當供風量保持在臨界時，綜采面上隅角瓦斯?jié)舛葘p少，在減少配風量情況下，瓦斯?jié)舛葘档?。要以不同煤層的瓦斯為主要依?jù)，為此項綜采工作設(shè)定合理配風量，通過控制配風量治理瓦斯量，防止其超標造成突發(fā)事件。28810工作面采用“U”型通風系統(tǒng)，軌道順槽進風，皮帶順槽回風，需風量3188m3/min，預(yù)計配風量3500m3/min。新鮮風流：羊圈港進風斜井→+860西翼軌道巷→+860水平石門→+860東翼軌道巷→聯(lián)絡(luò)巷→八采區(qū)8#煤輔助運輸巷→28810軌道順槽→工作面;污濁風流：工作面→28810皮帶順槽→回風聯(lián)絡(luò)巷→28810瓦斯治理巷→八采邊界回風巷→+860西翼上組煤總回風巷→羊圈港回風立井→地面;

③頂板鉆場抽放方式和鉆孔抽放措施，可根據(jù)回采工作面的巖層裂隙帶，對高位鉆孔設(shè)置，并明確不同礦場和煤層之間垂直距離。要想提升頂板鉆孔有效性，就要完成對頂板裂隙抽放處理，要對高位鉆孔有效合理的利用發(fā)揮其應(yīng)有作用，有效降低瓦斯涌出情況。

4 綜合防止突發(fā)事件發(fā)生措施

根據(jù)《西山煤電集團有限責任公司東曲煤礦8#煤層煤與瓦斯突出危險性區(qū)域預(yù)測報告》的結(jié)論，28810工作面切眼0-631m位于突出危險區(qū)，其他區(qū)域位于無突出危險區(qū)。工作面區(qū)域防突措施為順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯。經(jīng)區(qū)域措施效果檢驗，區(qū)域措施有效，已無突出危險，回采過程中采取安全防護措施并進行區(qū)域驗證。安全防護措施主要包括壓風自救系統(tǒng)和工作面順槽掘進期間設(shè)置的工作面避難所;區(qū)域驗證采用鉆屑指標法，每次經(jīng)驗證無突出危險后允許回采8m。在回采期間，若遇地質(zhì)構(gòu)造等情況則應(yīng)適當減少允許回采米數(shù)。采取風排加抽采的瓦斯綜合治理措施，工作面回采期間最大絕對瓦斯涌出量為40m3/min，抽采量25m3/min，風排瓦斯量15m3/min，抽采率可達到62.5%，抽采措施為本煤層+高抽巷+低抽巷+瓦斯治理巷抽采。

綜上所述，在礦井開采工程中，安全是擺在第一位的，瓦斯對人們造成的威脅是最大的，所以研究高突礦井綜采工作面瓦斯治理技術(shù)，對于安全生產(chǎn)十分必要，本文從不同角度提出三種工作面瓦斯治理技術(shù)，分別是在上隅角瓦斯治理方面制定合理辦法、合理選取綜采工作面的配風量、制定合理的頂板鉆場抽放方式和鉆孔抽放措施，不同方法的最佳適用情況略有差別，這一理論的研究，對于28810工作面，具有一定的參考價值。

參考文獻：

[1]胡殿明，林百泉.煤層瓦斯賦存規(guī)律及防治技術(shù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

[2]閆文德.高瓦斯礦井綜采工作面瓦斯治理技術(shù)研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（05）：160-161.

作者簡介：

高毓（1987- ），男，漢族，山西忻州岢嵐人，2010年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)，安全工程專業(yè)，職稱：通風工程師，從事一通三防技術(shù)工作。