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用多种抽放方法解决采煤工作面瓦斯超限问题 （皖北煤电集团生产技术部，安徽宿州） 摘要：7124采煤工作面是祁东煤矿西二采区首采煤层的首采工作面，由于是煤层群开采，邻近 层瓦斯通过工作面采空区涌出，工作面瓦斯涌出量达到24m3／min，通风方法不能解决瓦斯超限 问题。通过在该工作面采用多种瓦斯抽放方法，使瓦斯超限问题得到有效解决。 祁东煤矿地处安徽宿州境内，设计生产能力为150万t／a，是煤与瓦斯突出矿井。井田内二迭纪共含11个煤层组，计30余层煤，其中可采煤层14层，矿井通风方式为中央边界抽出式。矿井采用系统抽放和移动抽放相结合的抽放方式，抽放能力为160m3／min。 1 工作面概况 7124工作面是祁东煤矿西二采区首采煤层71煤层首采工作面，起止标高-540.3m~-590m，走向长635m，倾向宽112m，煤层平均厚度2.3m。7124工作面属煤层群开采，煤系垂向剖面上发育煤层较多。由地质钻孔资料可知：上覆62、63煤距71煤25m、21m，62煤厚0.6m，瓦斯含量9.68mL／g，63煤厚0.8m，瓦斯含量8.17mL／g。下覆81、82、9煤距71煤层较近，分别为19m、27m、37m左右，其中81煤厚2.5m，瓦斯含量12.02mL／g；82煤厚2.6m，瓦斯含量8.6mL／g；9煤厚3.0m，瓦斯含量11.52mL／g，且81、82、9煤层顶板多为细砂岩为主，围岩透气性中等。71煤瓦斯含量9.51mL／g，煤层透气性系数λ=0.087m2／MPa2·d，，钻孔流量衰减系数a=0.04d-1，本煤层较难抽放。 2 工作面瓦斯涌出情况 （1）掘进期间：运输巷风量270m3／min，瓦斯涌出量为1.6m3／min，回风巷风量276m3／min，瓦斯涌出量为1.8m3／min。 （2）工作面初次来压之前：工作面形成后，风量678m3／min，绝对瓦斯涌出量为2.0m3／min；而在初采期间，绝对瓦斯涌出量为2.6m3／min，直接顶冒落时瓦斯涌出量为3.196m3／min。 （3）工作面初次来压后：工作面初次来压时，风量为1047m3／min，瓦斯涌出量为7.957m3／min，初次来压后，工作面瓦斯涌出量在24m3／min左右。 （4）周期来压：工作面推进13m时，老顶初次来压，结合工作面推进度、矿压显现和瓦斯涌出曲线分析确定该工作面周期来压步距为12～15m。如图1所示。 3 工作面冒落带裂隙带高度的测定 为准确查明7124工作面冒落带、裂隙带发育情况，在工作面回风巷施工冒落带、裂隙带探测钻孔。钻孔施工穿过的岩性为灰色泥岩、泥质粉砂岩、煤线、细砂岩。水文地质情况为71煤顶板砂岩含裂隙水。探测钻孔布置平面图如图2所示。 工作面覆岩破坏探测在井下风巷中进行，采用地球物理方法的高密度电法CT成像技术，动态地探测7124工作面开采过程中工作面覆岩破坏的发育规律。该方法先期在回风巷向顶板施工一个80m超前探测钻孔，并在孔中埋置检波器和电极，探测中共有布置电极53个，电极距为1.33m。通过对采集数据进行CT反演，获得如下结果： （1）探测结果表明，导水裂隙带最大高度在距煤层顶板48m，覆岩冒落带高度为18m。 （2）采动应力超前工作面前方影响距离在33m，煤层覆岩破坏落带超前工作面10m，裂隙带超前工作面20m。 （3）裂隙带发育具有一定的稳定期和活动期，以工作面日推进5m的速度来看，裂隙带相对活动期在超前应力集中时期，即超前33m左右，在工作面前方20m内裂隙带发育最为剧烈并达最大高度，其后裂隙带进入相对闭合与缓慢下降状态。 4 多种抽放方法及效果 7124工作面的瓦斯涌出量从掘进期间到回采初次来压、周期来压经历了由小到大的过程，最大涌出量达24m3／min，我们采取移动泵抽放和系统抽放相结合的方式，在工作面风巷安装3趟管路，抽放方法有：高位钻孔抽放、辅助边孔抽放、埋管抽放、立孔埋管抽放。 （1）???????? 高位钻孔抽放。 根据71煤层地质条件和工作面冒落带、裂隙带高度，在风巷施工4个高位钻场，其中第1号钻场距工作面切眼150m，钻场间距为80m，钻场的规格为宽×高×深＝3.2m×2.3m×12m，采用锚索网支护，前6m施工30°上坡，后6m变平，平台段破71煤顶板4m。钻场采用风袖导风进行通风。每个钻场内布置2排共12个钻孔。钻孔施工采用TUX-150钻机，第一个钻场钻孔长120m，其它钻场钻孔长110m，钻头直径91mm，钻孔压茬距离30m，钻孔终孔平面间距控制在从上出口向下6～25m。孔底离煤层顶板高度控制在10～16m，钻孔间距0.6m。高位钻孔布置如图3所示。 通过实测分析，上排钻孔有效长度为90～95m，抽放CH4浓度在21%～80%之间。下排钻孔有效长度为85m左右，抽放CH4浓度在18%～62%之