立体、多层次瓦斯综合治理技术在高瓦斯综采工作面的应用

煤矿现代化　２００６　Ｊｒ－第２期　总第７１期　立体、．多层次瓦斯综合治理技术在高瓦斯综采工作面的应用　淮北矿业集团公司祁南煤矿　摘要陈中　祁南煤矿属煤与瓦斯突出矿井。煤层瓦斯压力大、含量高、透气性差，瓦斯治理难度大，严重制　约矿井的安全生产和单产单进水平的提高，本文介绍了高瓦斯综采工作面通过采用立体、多层次瓦斯综合　治理措施成功解决了瓦斯问题，实现了安全高效生产。　关键词煤与瓦斯突出矿井瓦斯压力抽放综合治理　祁南煤矿２００２年底投产，属煤与瓦斯突出矿井，主采煤　层瓦斯压力大、含量高、透气性差，随着矿井向远处、深部开　采，煤层瓦斯含量逐渐升高，瓦斯治理难度大，采掘工作面瓦　斯时常超限，严重威胁矿井的安全生产，经过与科研院校合作　和几年的生产实践，逐步形成、完善了立体、多层次瓦斯综合　治理方案，使工作面回采期间瓦斯得到了很好治理，确保了矿　井安全高效生产。现已３４９工作面为例将施工实践介绍如下：　１　３４９工作面地质概况及回采工艺　１．１工作面地质概况　３４９工作面为３４采区下延的第一个工作面，标高为　…５３６　５８７ｍ，走向长ｌＯ００ｍ，面长１５０ｍ，煤层倾角平均１０。，　煤层厚度平均３．３ｍ，一次性采全高，直接顶为３￣ｌＯｍ深灰色　碎块状泥岩，直接底为０．５～１．５ｍ灰色块状泥岩。由重庆煤科院　对我矿３４下块段（－６００ｍ以上）的煤层瓦斯基本参数测定结　果为煤层最大瓦斯压力１．７３ＭＰａ，煤层原始瓦斯含量为　８．５９ｍ３／ｔ；３４９工作面在掘进期间最大瓦斯涌出量达６　ｍ３／ｍｉｎ，　回采期间最大瓦斯涌出量达２５ｍ３／ｍｉｎ。　１．２工作面回采工艺　３４９工作面采用综采施工工艺，使用ＺＹ４８００１１９１４０型液　压支撑掩护式支架。ＭＧ－４００／９２０一ＷＤ型煤机、顶板全部垮落　法回采，作业方式为“四六制”，三班割煤，一班检修。　２回采瓦斯综合治理措施　２．１工作面回采之前　采取在工作面机、风巷每间隔５ｍ施工倾斜向工作面方向　的斜顺层钻孔，钻孔孔径　７３ｒａｍ，孔深７０—８０ｍ，实现机、风巷　顺层钻孔对称布置，覆盖整个工作面。为解决煤层透气性差、　抽放效果不佳的问题，和安徽理工大合采取了深孔预裂　爆破措施。顺层单孔抽放瓦斯纯流量达０．Ｏ１￣０．０３ｍ３／ｍｉｎ。　２．２回采过程中　通过对工作面瓦斯涌出来源和上隅角瓦斯涌出情况分析　表明：工作面回采时瓦斯的主要来源有本煤层瓦斯和邻近层　瓦斯（３３煤）两种；上隅角瓦斯来源有：①在“Ｕ”型通风方式　下，由于全负压的影响，老塘瓦斯源源不断的涌向工作面上隅　角。②工作面瓦斯涌出在时间和空间上的不均衡，以及顶板初　次来压和周期来压时顶板大面积垮落，产生冲击气流使老塘　内瓦斯大量涌向工作面，使上隅角、采面和回风巷瓦斯浓度急　剧上升。　为解决工作面瓦斯问题，决定采用立体多层次综合抽放　瓦斯方法：　（１）高位孔抽放：工作面风巷每７０ｍ施工一高位钻场，通　过两排（一排浅孔一排深孔）高位钻孔（终孔位置处于裂隙带　和冒落带交界范围）控制风巷至工作面内ｌＯ－３０ｍ范围，浅孔　对深孔实现同一钻场内钻孔接替，杜绝了前后高位钻场交替　时对抽放效果的影响，抽放浓度达３０％￣６０％。　（２）老塘立孔抽放：在工作面风巷，每间隔２０ｍ向巷道顶　部施工１５—２０ｍ深、孔径１００ｒａｍ立孔，并下套管，套管最上部　３￣５ｍ打花眼；立孔滞后老塘１５　２０ｍ时抽放效果较好，抽放浓　度可达１０％￣３０％。　（３）老塘埋管：老塘埋管采用直径８寸的薄壁钢管做花　眼立管，埋入老塘抽放。　（４）插管抽放：生产单位在上隅角用编制带打临时封闭　墙以减少老塘瓦斯的向外涌出，并于封闭墙上部距顶板０．３．－　０．５ｍ安设老塘插管头进行抽排，抽放浓度可达５％－１０％。　２Ｉ３瓦斯抽放系统　３４９工作面实行地面永久抽放与井下移动抽放相结合的　方式，对顺层孔、高位孔、老塘立孔、老塘埋管、上隅角插管采　用立体、分路抽放措施。风巷安装了三路８寸抽放管路，机巷　安装一路１０寸抽放管路。机风巷顺层孔实行地面泵抽放，高　位子Ｌ、老塘立孔、老塘埋管、上隅角插管采用两台移动泵抽放，　保证了不同钻孔采取不同抽放形式，提高了抽放效果。　结论　采用立体、多层次瓦斯综合治理技术，解决了３４９综采工　作面在生产过程中的瓦斯超限现象（具核算３４９工作面的高　位钻孔抽放浓度为２０％一３０％、抽放量为１０￣１５　ｍ３／ｍｉｎ；埋管抽　放、顺层孔抽放浓度５％一１０％，抽放量为４￣７　ｍ３／ｍｉｎ），基本满　足了高产高效回采区队的生产需求，确保了工作面的安全生　产，月度回采产量由５万ｔ提高到１５万ｔ，经济社会效益显著。　但仍存在以下问题：一是抽放管路投入量大，材料成本及维护　成本增加；二是高位孔、上隅角埋管合理的位置、钻孔参数、抽　放参数的合理选择难度较大，须根据现场岩性、煤层的变化等　及时修订；三是抽放管路易出现水堵、渣堵现象，影响抽放效　果，须及时进行管疏通管理；四是钻场钻孔工程量大，塌孔、堵　孔现象较多，成孔率需进一步提高。　作者简介　陈中。１９６８年出生，男，高级工程师，１９９１年毕业于淮南　矿业学院，现从事矿井生产技术管理工作。　（收稿日期：２００５—１２—７）　－３ｌ・