112105綜采工作面動壓區(qū)瓦斯抽采規(guī)律探索與應(yīng)用

李志君 楊成意 焦亞頂

摘 要：隨著礦井綜合機(jī)械化水平的提高和開采深度的增加，礦山壓力越來越大、煤炭資源日趨枯竭、老巷逐漸增多。為了最大限度地回收煤炭資源，深部煤柱回收、大巷跨采和抽采等特殊開采方法成為緩解深部產(chǎn)量壓力、實(shí)現(xiàn)老礦井可持續(xù)發(fā)展的重要措施。而實(shí)踐表明：瓦斯抽采綜合治理技術(shù)效果良好，解決了工作面回采期間瓦斯涌出量大的問題，保障了工作面的安全生產(chǎn)。采用合理科學(xué)的方式進(jìn)行抽采作業(yè)也是礦產(chǎn)企業(yè)在發(fā)展過程中需要密切注意的方向?；诖耍疚耐ㄟ^對煤礦112105綜采工作面瓦斯抽采規(guī)律及應(yīng)用展開論述和探索。

關(guān)鍵詞：動壓區(qū);瓦斯抽采規(guī)律;探索與應(yīng)用

引言

采煤工作面開采過程中，圍巖破壞導(dǎo)致煤層之間含有的瓦斯氣體被釋放，聚集在工作面的角落和采空區(qū)，瓦斯?jié)舛瘸掷m(xù)上升，嚴(yán)重威脅到工作面的安全生產(chǎn)。解決工作面上角和采空區(qū)瓦斯超限問題是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效采煤的重要措施。近年來，我國增加煤礦瓦斯災(zāi)害防治工作，在瓦斯綜合治理排水利用領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展和成果。

1 礦井基本概況

登封市金星煤業(yè)有限公司（以下簡稱金星煤業(yè)）位于登封市潁陽鎮(zhèn)境內(nèi)，隸屬于河南豫聯(lián)煤業(yè)集團(tuán)有限公司，為股份制民營企業(yè)，證照齊全有效。設(shè)計生產(chǎn)能力30萬噸/年，井田面積1.4675km2。礦井屬煤與瓦斯突出礦井，絕對瓦斯涌出量8.33m3/min，相對瓦斯涌出量18.6m3/t;主采二1 煤層，采取了開采一7煤層下保護(hù)層區(qū)域防突措施，同時布置底板巖巷施工穿層鉆孔抽采二1煤層卸壓瓦斯進(jìn)行瓦斯綜合治理。一7煤層平均厚度0.5m，煤層傾角平均28°，經(jīng)鑒定為低瓦斯煤層;二1煤層平均厚度5.5m， 煤層傾角平均28°，為突出危險煤層;一7煤層、二1煤層均屬Ⅲ類不易自燃煤層，煤塵具有爆炸危險性。

2 工作面保護(hù)層開采情況

112105綜采工作面位于原1705保護(hù)層工作面上部，由于開采時間久遠(yuǎn)，當(dāng)時回采具體情況不詳，因此在112105綜采工作面回采過程中不能及時有效的掌握具體瓦斯涌出情況，為了掌握在回采過程中瓦斯的變化和相應(yīng)的處理措施，在回采的過程中由防突科和技術(shù)科聯(lián)合共同探索和研究在回采過程中的瓦斯變化和相應(yīng)的處理措施。

3 工作面概況

112105 綜采工作面地面位于礦井東部，相對地面標(biāo)高+523m～+580m，地表位于丘陵山包地段，大致北高南低，無建筑物。西起11采區(qū)輔助運(yùn)輸上山，東至11采區(qū)軌道上山。南臨原金星煤礦采空區(qū)，北部為未開采區(qū)域。

112105綜采工作面位于礦井11采區(qū)西翼，設(shè)計走向長度380米、傾斜長度115米，煤層傾角平均28°，工作面標(biāo)高+176～+238m，采用走向長壁后退式采煤方法，平均煤厚5.5m，工作面下巷采用U型鋼支護(hù)，上巷采用工字鋼支護(hù)，工作面使用ZF3600/16/24型四柱單鉸點(diǎn)輕型支架支護(hù)， 全部垮落法管理頂板。工作面經(jīng)區(qū)域瓦斯治理抽采達(dá)標(biāo)后殘余瓦斯含量為5.32m3/t，殘余瓦斯壓力為0.36MPa。目前工作面上巷回風(fēng)風(fēng)量為870m3/ min，回采期間回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.15～0.30%，采面絕對瓦斯涌出量為1.29～2.58m3/min。

112105綜采工作面平面圖如圖1所示。

4 動壓區(qū)瓦斯抽采觀測

在112105綜采工作面回采時，又提前在112105西底抽巷補(bǔ)打瓦斯抽采鉆孔，鉆場位于原鉆場之間，與原鉆場的間距為2.5m，每個鉆場設(shè)計施工10個鉆孔，鉆孔施工結(jié)束后及時封孔聯(lián)抽。

把112105綜采工作面切眼位置提前30m的鉆場全部打開進(jìn)行聯(lián)抽觀測，測流工平均每周對所有的鉆孔進(jìn)行一次全面測量。每天對112105西底抽巷的支巷孔板進(jìn)行一次測量，每天將測量的結(jié)果報送至防突科，由防突科技術(shù)員進(jìn)行分析總結(jié)。通過觀測，在距工作面切眼位置2m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的5%左右提高到70%～80%，在距工作面切眼位置5m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的2%左右提高到60%～70%，且抽采量單個鉆場約0.3m3/min;在距工作面切眼位置10m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的2%左右提高到40%～50%，且單個鉆場的瓦斯抽采量約0.2m3/min;在距工作面切眼位置20m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的2%左右提高到30%～40%，且單個鉆場的瓦斯抽采量約0.1m3/min;在距工作面切眼位置30m的鉆場瓦斯抽采濃度由原來的2%左右提高到10%～20%，單個鉆場的瓦斯抽采量約0.05m3/min。由此可以看出在112105綜采工作面回采期間，位于動壓區(qū)的瓦斯抽采影響變化大約在30m范圍內(nèi)，抽采量變大的時間約為7-14天。根據(jù)觀測結(jié)果，在工作面回采期間需提前打開位于切眼位置30m左右的所有鉆孔。

5 治理成果

經(jīng)采取措施后工作面瓦斯明顯降低，回采期間工作面內(nèi)沒有出現(xiàn)明顯的瓦斯超限和動力現(xiàn)象。通過對動壓區(qū)瓦斯抽采規(guī)律的觀測，找出了動壓區(qū)瓦斯影響范圍約30m，位于30m外的鉆孔采取暫時關(guān)閉，保證在抽的瓦斯鉆孔負(fù)壓，確保了112105綜采工作面煤柱高瓦斯區(qū)域?qū)崿F(xiàn)安全回采，2020 年該采面安全回采煤量約8萬噸，為完成礦井全年生產(chǎn)任務(wù)做出了努力。

6 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

安全、高效的把煤炭回采出來就是煤礦企業(yè)最大的效益，超前治理應(yīng)力影響區(qū)，控制采面瓦斯不超限，該采面2020年安全回采煤量約8萬噸， 創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值約3000萬元，保證了金星的正常安全生產(chǎn)接續(xù)。

6.2 社會效益

不論是開采保護(hù)層還是未開采保護(hù)層，我們摸索了動壓區(qū)瓦斯抽采規(guī)律、采面超前卸壓等技術(shù)，積累了大量現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，提升了金星煤業(yè)的瓦斯和防突管理水平。

結(jié)束語

通過對112105綜采工作面動壓區(qū)的瓦斯抽采規(guī)律觀測，我們摸索出了動壓區(qū)的影響范圍，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，創(chuàng)造了人員素質(zhì)提升、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的三豐收，實(shí)現(xiàn)了礦井的采掘接替。

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