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对汝箕沟煤矿工作面瓦斯综合治理技术研究

[摘要]瓦斯是影响和制约采煤工作面安全、快速回采的主要因

素，本文通过结合现场实际，对汝箕沟煤矿工作面瓦斯

涌出量进行了预测，并提出了一套回采工作面瓦斯综合治理技术。

通过实践研究，有效地降低了回采工作面瓦斯浓度，确保了工作面

的安全回采。

[关键词]瓦斯综合治理涌出量预测抽采

一、工程概况

汝箕沟煤矿0102216区域走向长240m，倾斜宽252m，工作面北

邻上阶段32211工作面，东靠0102212工作面，西邻矿井原上三采

区32214工作面，南面为设计的下阶段0102215工作面。工作面设

计开采的是二2煤层，煤层产状：走向5°～105°，倾角0-9°，

平均4°，煤厚7.7-10.3m，平均8.5m。0102216区域分三个分层

开采综采面为0102216区域第一个分层工作面。工作面

走向长240m，倾斜长252m，采厚2.5m。二2煤层原始瓦斯压力为

0.48mpa，煤层原始瓦斯含量14.51m3/t，常压下不可解吸瓦斯含量

为3.02m3/t，煤层自燃倾向性属ⅲ类不易自燃，煤尘无爆炸性。

二、瓦斯涌出量预测

（一）抽采达标评价

根据0102216工作面抽采达标评价报告数据显示，该工作面实测

残余瓦斯含量最大为7.7m3/t，抽采率54.3%，满足《防突规定》

相关要求，区域防突措施有效，区域预抽效果达标，工作面经过采

前瓦斯抽采后，其残余可解吸瓦斯含量4.68m3/t，评价结果为采前

抽采达标。

（二）瓦斯涌出量预测

工作面回采期间，瓦斯主要来源包括以下几方面：（1）上覆采空

区瓦斯；（2）工作面本煤层瓦斯；（3）工作面下覆两个分层及邻近

层3#煤层、4#煤层瓦斯。

采用分源预测法对工作面瓦斯涌出量进行预测计算。经计算，工

作面开采期间绝对瓦斯涌出量为39.3m3/min，其中本煤层瓦斯涌出

量为16.7m3/min，邻近层瓦斯涌出量为22.6m3/min。因此，在工作面回采期间，根据回采期间的绝对瓦斯涌出量以及风

排能够解决的瓦斯量工作面回采期间需要抽采的瓦斯量

为27.3m3/min。

三、工作面回采期间综合瓦斯治理方案

根据工作面瓦斯涌出量预测以及我矿瓦斯治理装备的配备情况，

结合其他类似工作面的瓦斯治理经验，综合考虑工作面

回采期间采用如下综合治理方案：（1）保留底板穿层钻孔，拦截抽

采回采期间的卸压瓦斯；（2）顶板走向高位钻孔抽采瓦斯；（3）上

风巷联巷插管抽采上隅角瓦斯；（4）风排稀释瓦斯；（5）其他辅助

性瓦斯措施。本文主要对顶板走向高位钻孔抽采瓦斯方案进行论

述。

（一工作面风巷高位瓦斯抽采钻孔参数设计原则

（1）钻孔轴线在回风巷方向的投影长度x。合理的钻场间距和钻

孔长度的配合，应当能保证相邻两钻场的钻孔在空间上的重叠，并

且前钻场的高浓度终点恰好接续本钻场高浓度的起点，即钻孔空间

重叠和抽放接续。

（2）钻孔终孔点距煤层的垂直距离（高位钻孔高度）y，抽放高

度主要决定裂隙带的高度和裂隙带的可抽高度。

（3）钻孔终孔点在煤层面垂直投影点到回风巷的距离z。根据工

作面采空区瓦斯流动、分布规律、终孔点的合理间距，确定高位抽

放钻孔终孔点在煤层面垂直投影点到回风巷的距离。高位瓦斯抽放

钻孔参数如图1所示。

图1高位钻孔参数示意图

（二工作面风巷高位钻孔施工参数

在工作面风巷布置顶板高位钻孔。在风巷下帮迎向工

作面推进方向施工顶板扇形钻孔，每个钻场施工5个钻孔，钻孔间

距10m，钻孔直径为113mm。钻孔终孔位置位工作面采

空区裂隙带内（冒落带设计为5倍采高），工作面回采

过程中，抽采采空区和邻近层的卸压瓦斯。设计第一个钻场距切眼

72m，以后每相邻两个钻场间距为36m，第一个钻场钻孔施工参数见

下表，以后各钻场参数和第一个钻场施工参数一致。通过抽采负压

作用，改变工作面后方采空区流场，以此达到解决工作面采空区瓦

斯涌出、上隅角瓦斯超限的问题，设计参数见表2。