煤矿采煤工作面瓦斯治理的技术措施探讨.docxVIP

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煤矿采煤工作面瓦斯治理的技术措施探讨

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摘要：本文采用高位钻孔对工作面后半段区域围岩瓦斯进行抽放，同时布置专用抽放管路对上隅角瓦斯进行抽放，上隅角瓦斯未出现超标现象，保证了工作面安全开采。

关键词：综采工作面；瓦斯抽采；顺层钻孔；高位钻孔

1工程概况

为了解决工作面上隅角瓦斯超限问题，实现高瓦斯工作面安全开采，以煤矿工作面为背景，首先通过顺层钻孔预抽工作面煤层瓦斯，分析工作面前半段回采情况。该煤矿核准生产规模为60万t/a，目前开采3号煤层。煤层厚度在1.30~3.60m，平均2.82m。煤层倾角2°~7°，结构简单，稳定可采。煤层直接顶板多为泥岩，局部为细粒砂岩、粉砂质泥岩，其下有0.1~0.2m厚的炭质泥岩及灰色泥岩伪顶；老顶为灰色细粒砂岩、泥岩互层；底板一般为砂质泥岩、泥质粉砂岩，局部为细粒砂岩。矿井绝对瓦斯涌出量22.23m3/min，相对瓦斯涌出量20.55m3/t，为高瓦斯矿井。工作面东邻轨道大巷，西与鹿台山煤业交界，北为实体煤，南为3014回采工作面采空区。工作面走向长710m，倾斜长180m，煤层埋深283~404m。工作面采用“U”型通风方式。通过实测，工作面原始煤层瓦斯含量为8.67m3/t，原始煤层瓦斯压力为0.586MPa。工作面局部区域受到FY1、F6和FG01断层影响。

2工作面本煤层预抽瓦斯

2.1顺层钻孔布置方案

在工作面两侧运输顺槽和回风顺槽施工本煤层抽放钻孔进行预抽。为保证工作面瓦斯预抽效果，顺层钻孔应覆盖整个工作面。工作面运输顺槽和回风顺槽钻孔设计长度均为110m，若施工过程中遇地质构造或其他因素影响施工时，钻孔深度不低于90m。钻孔间距为3.0m，封孔段长度为8m，钻孔开孔位置距巷道底板1m，孔径为Φ94mm。根据煤层赋存情况及运输顺槽和回风顺槽的底板标高综合确定，运输顺槽钻孔倾角为4°~6°，方位角为180°；回风顺槽钻孔倾角为-2°~-5°，方位角为0°。根据工作面推进长度，运输顺槽和回风顺槽各布置224个钻孔。

2.2预抽效果检测

为了分析本煤层预抽瓦斯效果，在运输顺槽及回风顺槽每间隔50m各布置1个测点，对该工作面瓦斯抽采效果指标进行现场测定。测试钻孔均尽量布置于所在部位钻孔密度较小、孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离测试点周围的各预抽钻孔，或尽可能与周围预抽钻孔保持等距离。在工作面两侧顺槽检测钻孔施工过程中，未出现喷孔、顶钻等其他异常现象情况发生。实测指标参数可解吸瓦斯含量小于7m3/t，与计算预抽瓦斯效果指标相符，判定为预抽瓦斯效果达标。

3采空区瓦斯治理

采用本煤层顺层钻孔对工作面瓦斯预抽合格后，在回采过程中，，工作面上隅角出现多次瓦斯超标现象，需停产风排瓦斯。因此，制定了围岩瓦斯抽放和上隅角瓦斯抽放方案，对工作面后部回采区域采空区瓦斯进行治理。

3.1围岩瓦斯抽放

在工作面回风顺槽口下帮30m处布置钻场，向工作面施工顶板走向高位钻孔，对工作面顶板上方14~35m采空区裂隙带瓦斯进行抽放，并与工作面回风顺槽高负压瓦斯管路进行连接。钻场规格宽×深×高为8m×5m×3m，在钻场口最低处施工沉淀池（规格为2m×1m×1m）。该钻场设计6个钻孔（如图3所示），具体参数如下：

（1）1号孔设计孔深402m，终孔位置距轨道大巷以西400m，距回风顺槽以北30m，覆盖综采工作面顶板以上22m的采空区冒落带；（2）2号孔设计孔深402m，终孔位置距轨道大巷以西398m，距回风顺槽以北36m，覆盖综采工作面顶板以上35m的采空区冒落带；（3）3号孔设计孔深393m，终孔位置为回风顺槽巷道中部距巷道右帮1m，覆盖综采工作面顶板以上23m的采空区冒落带；（4）4号孔设计孔深384m，终孔位置距回风顺槽以北24m，覆盖综采工作面顶板以上24m的采空区冒落带；（5）5号孔设计孔深360m，终孔位置距回风顺槽以北18m，覆盖综采工作面顶板以上18m的采空区冒落带；（6）6号孔设计孔深360m，终孔位置为回风顺槽巷道中部距巷道右帮0.5m，覆盖综采工作面顶板以上14m的采空区冒落带。

3.2上隅角瓦斯抽放

跟随工作面推进，每隔30m，采用编织袋砌筑沙袋墙对上隅角进行封堵，与顶帮、支架结实，缝隙需用黄泥进行抹腻，沙袋墙阻止采空区瓦斯进入工作面。将Φ120mm铠装软管插入沙袋墙内，连接至回风顺槽Φ219mm低负压抽采管路进行抽放，达到有效治理上隅角瓦斯的目的。

3.3采空区瓦斯抽采效果分析

对工作面后半段回采区域采用围岩瓦斯抽放和上隅角瓦斯抽放，围岩瓦斯抽放期间瓦斯浓度最大为22.7%，最小为3.2%，平均11.5%；分段上隅角瓦斯抽放期间，瓦斯抽放浓度最大为4.5%，最小为1.8%，平均为2.8%。在工作面