高瓦斯厚煤層綜放面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)及應(yīng)用

摘 要：近幾年，工業(yè)發(fā)展十分迅猛，致使對煤炭資源的需求量逐漸提升，因此礦井開采深度、施工范疇以及機(jī)械化逐漸提升，掘進(jìn)工作面的瓦斯流量逐漸提升。同時(shí)借助增加風(fēng)量來縮減瓦斯含量的方式，由于巷道斷面面積與風(fēng)速的影響，無法達(dá)到安全施工的標(biāo)準(zhǔn)。針對此種情況有關(guān)煤礦開采公司則必須不斷提升施工工藝，針對厚煤層進(jìn)行施工期間，瓦斯含量較高的現(xiàn)象一直以來就是威脅常規(guī)開采活動(dòng)的主要因素。所以，需要針對瓦斯含量較高或者煤層厚度較大的礦層進(jìn)行施工期間應(yīng)用的各項(xiàng)工藝展開探究，進(jìn)而提升礦井施工期間的安全性。鑒于此，文章結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，對高瓦斯厚煤層綜放面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)及應(yīng)用提出了一些建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：高瓦斯;厚煤層綜放面;采空區(qū)瓦斯治理;技術(shù)及應(yīng)用

采用高位鉆孔抽采技術(shù)對采空區(qū)瓦斯進(jìn)行治理，抽放量占工作面瓦斯總抽放量的58%，工作面綜合瓦斯抽放率達(dá)到40%以上，對工作面、回風(fēng)流和上隅角的瓦斯超限問題進(jìn)行了有效治理，為工作面的安全生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

1 加強(qiáng)高瓦斯厚煤層綜放面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)的重要性

因?yàn)榈V井施工深度與強(qiáng)度的逐漸提高，致使瓦斯流出量也在逐步增加，安全性不斷降低。采空區(qū)中瓦斯流出數(shù)量通常是工作面瓦斯流出數(shù)量的50%-60%之間，因此必須對采空區(qū)中的瓦斯展開良好的管控。采空區(qū)瓦斯管理工作效果比較顯著，鑒于淮南礦業(yè)集團(tuán)與澳大利亞的研究結(jié)果，針對地表中直徑相對較大的鉆孔展開探究;相關(guān)工作者借助研究采空區(qū)瓦斯的根源，制定了完善之前采空區(qū)鉆孔布局方式;以千米長羽狀鉆孔為研究對象，能夠研究出鉆孔流量負(fù)壓與鉆孔長度的聯(lián)系;針對采空區(qū)瓦斯相關(guān)情況展開探究，能夠發(fā)現(xiàn)采空區(qū)瓦斯富集機(jī)理，并且為后續(xù)開展瓦斯管控工作提供依據(jù);若想處理好工作面施工前期與正?；夭呻A段內(nèi)瓦斯相關(guān)情況，制定了偽傾斜后高抽巷結(jié)合走向高抽巷抽放瓦斯工藝;借助相關(guān)知識(shí)梳理、數(shù)據(jù)演算、實(shí)際操作等方法判定了高抽巷最適宜的方位。根據(jù)此部分結(jié)果大多數(shù)是針對單獨(dú)的采空區(qū)管理方式在瓦斯管理過程中的作用進(jìn)行探究，但是針對同樣地質(zhì)情況下各個(gè)采空區(qū)管理方法產(chǎn)生的不同成效探究工作相對偏少。所以，需要選取一個(gè)礦井為研究對象，針對數(shù)據(jù)演算、實(shí)際測量的方式，應(yīng)用高抽巷瓦斯采集工藝針對厚度較大的庫鞥層綜放面采空區(qū)進(jìn)行管理，同時(shí)依據(jù)結(jié)果判定最佳管控方式，確保能夠給厚度較大礦層施工期間瓦斯管控工作奠定基礎(chǔ)。

2 高瓦斯厚煤層開采過程中引發(fā)瓦斯災(zāi)害的因素

瓦斯涌出危害的產(chǎn)生通常是因?yàn)榈V層中瓦斯存儲(chǔ)環(huán)境引起的，譬如瓦斯含量、礦層的透氣性、壓力與地質(zhì)結(jié)構(gòu)等。干擾礦井礦層瓦斯存儲(chǔ)狀況的參數(shù)大多為傾斜角度、埋藏深度與吸附特性等方面。礦層傾斜角度偏小的情況，瓦斯很難排泄出來，進(jìn)而提升了瓦斯的數(shù)量;礦層埋藏深度若是不深，同時(shí)地質(zhì)構(gòu)干擾較低的位置，會(huì)因?yàn)槁癫厣疃鹊募由疃嵘咚购颗c壓力;礦層吸附性能較高、周邊巖層透氣性差，能夠在一定程度上提升礦層中瓦斯量。

如今，針對瓦斯含量較高礦層厚度較大的綜放面采空區(qū)進(jìn)行施工期間關(guān)于瓦斯處理工藝依然有眾多不足。通常條件下，開展瓦斯整治的工藝大多為礦井通風(fēng)、防突工藝以及生產(chǎn)規(guī)劃等，并且防突工藝十分重要，主要涉及局部整治與區(qū)域整治兩種。局部整治適用于瓦斯含量較高礦層較厚的礦井施工工作面;區(qū)域整治適用于瓦斯含量較高礦層較厚的礦井施工期間礦層瓦斯的收集與保護(hù)層施工等位置展開整治。

3 高瓦斯厚煤層綜放面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)及應(yīng)用

3.1 抽采區(qū)域

高位裂隙鉆井技術(shù)是如今正值采空區(qū)瓦斯相關(guān)問題的重點(diǎn)技術(shù)，把鉆孔終孔布局在瓦斯含量較高的位置能夠有效的提升瓦斯的抽采質(zhì)量。若是終孔布局的位置較高，此位置內(nèi)裂隙存在問題，進(jìn)而無法良好的和采空區(qū)建立瓦斯運(yùn)輸管路，造成抽采質(zhì)量較低;若是終孔布局位置較低，因?yàn)槊奥鋷?huì)和抽放鉆孔連接，進(jìn)而影響抽采質(zhì)量。所以，針對采空區(qū)上方巖層的損壞法則與“豎三帶”位置的布局，能夠保證開采鉆孔布局的科學(xué)性與實(shí)用性。

3.2 抽采效果預(yù)測

針對礦井上分層工作面采空區(qū)中的瓦斯應(yīng)用沿空埋管與橫貫密閉插管相結(jié)合的方式進(jìn)行開采，借助地面瓦斯泵站中低負(fù)壓設(shè)備開展施工，開采混量大概是180m3/min，瓦斯含量大概是2.3%，在此種情況下開采純量是4.14m3/min。并且，因?yàn)楦鱾€(gè)回采工作面瓦斯突出量各不相同，根據(jù)1.2倍的富裕系數(shù)展開測算，估計(jì)最近建設(shè)的礦井內(nèi)部暫時(shí)瓦斯開采體系中瓦斯開采量大概是5.0m3/min。此外，借助查看周邊礦井開采經(jīng)歷而言，應(yīng)用以上采空區(qū)瓦斯開采多事，瓦斯含量通常不會(huì)低于4%。依據(jù)實(shí)際工作和上隅角瓦斯整治的要求，必須保證上隅角位置有風(fēng)經(jīng)過，同時(shí)可以確保風(fēng)速的平穩(wěn)性，進(jìn)而判定回采工作位置采空區(qū)瓦斯開采純量是5.0m3/min，瓦斯含量為4%。

3.3 抽采管路的選擇及布置

瓦斯收集設(shè)施管路的直徑選用的科學(xué)性，在一定程度上決定著瓦斯體系建筑投入和開采體系施工效率。開展開采設(shè)施管路選取工作期間，實(shí)際內(nèi)徑的測算公式是：D=0.1457QV，其中，D表示開采設(shè)施管路內(nèi)徑;V表示開采管路中瓦斯流速的均數(shù)，而且最佳流速大約在每秒5-12m;Q代表的是施工管路中混合瓦斯流量，計(jì)算單位是m3/min。上分層工作面施工位置能夠劃分為正壓區(qū)域與負(fù)壓區(qū)域，正壓區(qū)域主要為總回風(fēng)巷和抽采泵站之間的位置，負(fù)壓區(qū)域?yàn)槌椴杀谜竞突仫L(fēng)順槽埋管支管管口之間的位置。

3.4 瓦斯治理措施

針對工作面進(jìn)行回采過程中有效的將本礦層鉆場扇形鉆孔事先抽取、上隅角采空區(qū)埋管抽取、回風(fēng)巷鉆場高位鉆孔抽取與頂板高位定向長鉆孔抽取等技術(shù)融合到一起，進(jìn)而開展良好的瓦斯整治工作。本礦層鉆場扇形鉆孔事先抽取指的是針對工作面回風(fēng)巷位置布設(shè)鉆場，且其兩兩之間的距離是60m，同時(shí)各個(gè)鉆場中包含5個(gè)鉆孔，兩兩鉆孔之間距離12m，每個(gè)鉆孔直徑為153mm，施工深度是9m。此種施工方式通常適用于本礦層中針對瓦斯開展實(shí)現(xiàn)抽取，進(jìn)而縮減工作面礦層中瓦斯數(shù)量。上隅角采空區(qū)埋管抽取方式指的是若想良好的處理工作面上隅角瓦斯含量較多的情況，在工作面回風(fēng)巷中建設(shè)瓦斯抽取管路，管路半徑為150mm。應(yīng)用礦井內(nèi)部活動(dòng)抽放設(shè)備開展瓦斯抽取工作。

3.5 抽采效果分析

例如，一個(gè)回采工作面中上隅角埋管瓦斯采集完成后，上隅角瓦斯含量和以前0.75%縮減到6.2%，瓦斯涌出量出現(xiàn)情況相對較少。所以，上隅角埋管收集方式為礦井的安全開采奠定了有效的基礎(chǔ)。高位鉆孔瓦斯收集效率研究：高位鉆孔瓦斯收集，可以有效的收集上方巖層全部礦層遭到損壞后抽采是瓦斯，鉆孔一直和斷裂帶處于有效的連接，同時(shí)良好的應(yīng)用采空區(qū)瓦斯上溢現(xiàn)象，抽取較高的收集瓦斯含量。鉆孔位置偏高能夠保證良好的收集施工工作面?zhèn)€別采空區(qū)瓦斯與周邊排壓瓦斯，擁有收集瓦斯含量較大，收集工作效果較高，施工用時(shí)偏長且工作投入較少的特性。

4 結(jié)束語

綜上所述，高瓦斯厚煤層的開采實(shí)踐證明，此類工藝技術(shù)較為成熟且先進(jìn)，并具有安全、可靠、采出率高的優(yōu)勢。而煤礦生產(chǎn)安全是影響企業(yè)順利發(fā)展的重要因素，在高瓦斯厚煤層開采過程中要做好瓦斯防治工作，但是，對于高瓦斯厚煤層的開采工作來說，瓦斯治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，礦井中瓦斯情況復(fù)雜增加了現(xiàn)場開采的難度。為防治相關(guān)問題，必須抓住相應(yīng)的技術(shù)特點(diǎn)，深入研究，創(chuàng)新技術(shù)，嘗試各類新技術(shù)、新途徑，提升防災(zāi)減災(zāi)的技術(shù)、裝備水平，避免和減少煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐一舉.高瓦斯厚煤層綜放面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)及應(yīng)用[J].河南科技，2019（31）：71-73.

[2]李軍藝.高瓦斯厚煤層綜放面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)及應(yīng)用[J].中國煤層氣，2018，15（04）：40-43.

作者簡介：

任紅軍（1986- ），男，漢族，籍貫：山西臨汾，本科，2013年畢業(yè)于太原理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)任職務(wù)：通風(fēng)區(qū)隊(duì)長，現(xiàn)在職稱：采煤工程師，研究方向：通風(fēng)與安全。