一種井上、下聯(lián)合抽采綜放工作面安全回采技術(shù)研究

王偉

摘要：根據(jù)青東煤業(yè)瓦斯賦存情況，為了 846綜采放頂煤工作面安全順利回采，采取了井上通過地面瓦斯抽采井預(yù)抽消突措施、井下順層鉆孔抽采、上隅角埋管抽采、定向高位鉆孔抽采四種抽采方式，同時在放煤期間加大風(fēng)排瓦斯，實(shí)現(xiàn)了安全高效生產(chǎn)，同時為突出煤層綜采放頂煤工作面回采提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：綜采放頂煤、定向鉆場、地面抽采井、多維度、安全高效回采

0 前言

青東礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬噸/年，采用立井、多水平，主要大巷、石門分區(qū)開拓;分區(qū)通風(fēng)，集中出煤開拓方式。礦井設(shè)計(jì)三個生產(chǎn)水平：一水平標(biāo)高為-585m，二水平標(biāo)高為-900m，三水平標(biāo)高-1200m。

1 回采工作面概況

1.1工作面采掘工程設(shè)計(jì)基本情況

846工作面位于青東煤業(yè)副井口南偏西約2200～2850m，地面有郭井子（已搬遷），其它多為農(nóng)田、溝渠，地面標(biāo)高+28.6m～+28.9m/28.8m。

1.2工作面地質(zhì)概況

846工作面煤層傾角2～21°，平均10°，工作面煤厚4.1～12.7m，平均7.2m，走向長平均146.5m，傾斜長平均439m。

2鉆孔工程設(shè)計(jì)及技術(shù)質(zhì)量要求

2.1瓦斯鉆孔工程概括

846工作面瓦斯井于2019年6月29日進(jìn)點(diǎn)，2019年7月3日正式開鉆，于2019年12月2日完成整個工作面的施工，工程總鉆進(jìn)深度為1738.79m。

2.2工程設(shè)計(jì)及技術(shù)質(zhì)量要求

工程設(shè)計(jì)：根共設(shè)計(jì)4口地面井，鉆井開孔直徑444.5mm，終孔直徑91mm，終孔于8煤層底板，4口地面井工程量1792.72m。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：瓦斯井一開開孔直徑D444.5mm，套管直徑?351mm，二開開孔直徑D311mm，飛管直徑?244.5mm，抽放管直徑?177.8mm，三開開孔直徑D152mm，篩網(wǎng)管直徑?139mm，終孔直徑D91mm，一開底位于穩(wěn)定基巖面下30m，二開底位于7煤頂板上方45m，三開底位于7煤層下5m，四開底位于8煤層底板下。

3 ?定向鉆場程設(shè)計(jì)及技術(shù)質(zhì)量要求

3.1定向鉆場工程概括

846工作面定向鉆場撥門中為846風(fēng)巷F3點(diǎn)后24m。846工作面定向鉆場由通道和鉆場兩部分組成，通道長44m，凈寬×凈高=3000×2800mm;鉆場凈長×凈寬×凈高=12000×6000×3200m。

3.2定向鉆場工程設(shè)計(jì)及技術(shù)質(zhì)量要求

鉆場通道施工到位后，向左擴(kuò)刷鉆場，鉆場與通道夾角為30°，先按平巷施工6m（鉆場平巷段與通道底板齊平），然后按10°上山施工6m至鉆場結(jié)束。

鉆場通道內(nèi)施工臺階方便行人，通道內(nèi)鋪設(shè)排水溝，下口設(shè)沉淀池，沉淀池：1000×1000×1000mm。

全巖后根據(jù)煤層與巷道坡度推算鉆場底板與8煤頂板法距，確保鉆場底板與8煤頂板法距不小于5m。

4順層孔設(shè)計(jì)及技術(shù)質(zhì)量要求

設(shè)計(jì)：工作面順層鉆孔采用鉆機(jī)自工作面機(jī)、風(fēng)巷向面內(nèi)施工。每組鉆孔間距不大于3m，直徑為113mm，封孔深度不小于18m，采用全程篩管+“兩堵一注”注漿封孔工藝。

工作面實(shí)際施工順層鉆孔460個，完成鉆孔工程量44178m，排出煤量6747t，平均每孔排出煤量14.67t，累計(jì)抽放量567828m3，預(yù)抽率為22.3%，實(shí)測殘余瓦斯含量最大為2.84m3/t，工作面整個回采區(qū)域無突出危險。846工作面外段回采前采用順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯。在機(jī)巷施工順層鉆孔60個，工程量6750m，鉆孔間距為0.65m，孔底間距3m。

5回采期間局部瓦斯治理措施

5.1局部綜合防突措施

5.1.1工作面預(yù)測

⑴846工作面回采期間直接執(zhí)行局部綜合防突措施，采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法進(jìn)行循環(huán)預(yù)測。當(dāng)預(yù)測指標(biāo)小于臨界值且無任何動力現(xiàn)象時，在采取安全防護(hù)措施后方可回采。若工作面預(yù)測指標(biāo)異常，則執(zhí)行局部防突措施。

⑵回采期間，采用實(shí)測最大鉆屑量S、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2進(jìn)行工作面突出危險性預(yù)測。鉆孔從第2m開始每施工1m測定一次鉆屑量S，每鉆進(jìn)2m采集一次孔口排出的粒徑1～3mm的煤鉆屑，測定其鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Δh2值。沿采煤工作面每隔10～15m布置1個預(yù)測鉆孔，孔深5～10m，并保留不小于2m預(yù)測鉆孔超前距。

5.1.2工作面局部防突措施

⑴當(dāng)預(yù)測指標(biāo)大于臨界值，采用超前排放鉆孔防突措施時，根據(jù)煤層厚度及瓦斯賦存情況，沿工作面煤壁每3～5m布置一組排放鉆孔，鉆孔在控制范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)均勻布置，在煤層的軟分層中可適當(dāng)增加鉆孔數(shù)。

⑵回采期間保留不小于3m的防突措施超前距，在地質(zhì)構(gòu)造破壞嚴(yán)重地帶保留不小于5m的防突措施超前距。

5.1.3工作面防突措施效果檢驗(yàn)

沿采煤工作面每隔10～15m布置1個檢驗(yàn)孔，深度小于或等于防突措施鉆孔。如果采煤工作面檢驗(yàn)指標(biāo)均小于指標(biāo)臨界值，且未發(fā)現(xiàn)其他異常情況，則措施有效;否則，判定為措施無效。措施有效后預(yù)留不小于2m的效果檢驗(yàn)超前距，效果檢驗(yàn)指標(biāo)符合要求后，在采取安全防護(hù)措施后方可繼續(xù)回采。

5.1.4安全防護(hù)措施

⑴在工作面機(jī)、風(fēng)巷設(shè)置避難硐室。避難硐室內(nèi)安設(shè)壓風(fēng)自救裝置，保證正常使用，并設(shè)有與礦調(diào)度直通的電話。

⑵壓風(fēng)自救：距采煤工作面25～40m的巷道內(nèi)、根據(jù)實(shí)際情況增加壓風(fēng)自救裝置的設(shè)置組數(shù)，每組壓風(fēng)自救裝置不少于5～8人同時使用。

⑶自救器：每一個入井人員，必須隨身攜帶隔離式自救器。

⑷臨時避難硐室：846機(jī)、風(fēng)巷距離工作面500m范圍內(nèi)各設(shè)置了一處臨時避難硐室。

⑸采區(qū)避難硐室：在8414機(jī)巷原泵站處設(shè)施了采區(qū)避難硐室。

5.2瓦斯防治措施

（1）順層鉆孔抽采：在工作面回采期間繼續(xù)利用順層鉆孔抽采煤層瓦斯，進(jìn)一步降低煤層瓦斯含量。

（2）上隅角埋管抽采：在工作面風(fēng)巷預(yù)埋管路至采空區(qū)，抽排采空區(qū)和上隅角積聚的瓦斯。在工作面風(fēng)巷采用交替邁步的方式向采空區(qū)預(yù)埋抽采管路，經(jīng)效果考察，交替邁步距離為16m。

（3）定向高位鉆孔抽采：共施工5個定向高位鉆孔，鉆孔布置在工作面裂隙帶底部，孔徑為120mm，鉆孔施工結(jié)束后全程下護(hù)壁花管。工作面外延段施工高位鉆孔8個，工程量1300m，鉆孔開孔于四采區(qū)上部二號瓦斯參數(shù)測定巷內(nèi)，鉆孔距風(fēng)巷距離分別為25m、35m、45m、55m，鉆孔開孔位于8煤層底板，鉆孔需穿過8煤、7煤至8煤頂板70m。

（4）地面抽采井抽采：共施工4口抽采井，鉆孔布置終孔于8煤底板。

5.3抽放系統(tǒng)的設(shè)備和設(shè)施

846工作面采用地面永久式抽采系統(tǒng)進(jìn)行抽采，井下瓦斯抽采系統(tǒng)配備2臺2BEY-67型水環(huán)式真空泵（一臺工作、一臺備用），額定流量460m3/min，分別抽采高位鉆孔、順層鉆孔及采空區(qū)瓦斯，沿途根據(jù)現(xiàn)場情況安置除渣器、放水器、自動計(jì)量等裝置。

6 結(jié)論

（一）846綜放工作面最大日累計(jì)抽采量9.01m3/min，有效的降低回采過程中瓦斯溢出，保證了安全回采。

（二）846綜放工作面回采不僅克服了大傾角俯采放頂煤、高瓦斯和自燃發(fā)火等地質(zhì)條件制約因素，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，還在多維度聯(lián)合抽采中積累了實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，為以后青東煤業(yè)工作面常態(tài)化過定向鉆場提供了參考。

參考文獻(xiàn)

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