4.5m大采高突出危险综采面瓦斯综合治理的探索

1、 戊9、10-12170综采工作面位于戊二下延采区东侧,采纳后退式开采,“U形通风方式。采面走向长474m,倾斜长127m,倾角9°12°,工作面制定采高4.5m。顶底板均为砂质泥岩。14.5m大采高综采工作面的特点及难点该工作面在掘进期间,出现严重的夹钻、顶钻、喷孔、响煤炮等特别预兆,且效检超标累计46次,其中qmax为40L/min,Smax为7.4kg/m,通过分析总结,该工作面有以下4个特点:一是该工作面瓦斯含量22m3/t,瓦斯压力1.8MPa,普遍存在0.52.0m软煤分层,特别危险性大;二是采面初采切眼跨度大,达7.4m,应力集中;三是风、机两巷制定断面大,达

2、13m2,上、下隅角封堵困难;四是采高大,打钻困难,管理难度大。针对该工作面4个特点,如何管好、用好4.5m大采高支架,实现安全生产,必须解决4个难题,即:摸索大采高矿山压力规律及有效控制;研究大采高抽放空白带防突措施钻孔布置及施工工艺;研究大采高上、下隅角封堵抽放方式及实施;研究大采高如何防止煤壁片帮。如该采面虽然选用掩护式6400kN高阻力支架和浅截深割煤机等高性能的设备,但由于措施不利,采面自2004年2月14日以来,煤壁多次片帮,造成回风瓦斯浓度在4%以上,且防突效检连续3次超标,其qmax为7.3L/min,严重威胁着该面的安全生产,因此,防止特别和瓦斯超限是该面瓦斯综合治理工作的重

3、点。2瓦斯综合治理措施(1)在工作面安装矿山压力监测装置,责成专人分析,掌握大采高状况下矿山压力规律。(2)提升规范支架操作工现场操作质量,使其操作规范化、程序化,做到移架及时到位,护帮板及时打开紧贴煤壁,保证初撑力不低于30MPa,做到有效支护顶板,防止工作面前方应力集中。(3)优化割煤工艺,规范采煤司机割煤工序,始终先割顶部煤,后割底部煤,严禁留伞檐,割煤机行走速度坚持2m/min左右,达到均匀割煤,同时采煤司机和支架工要密切配合,做到先收护帮板、再割煤、移架、伸开护帮板,周而复始,以防止煤壁片帮,诱发瓦斯事故。(1)钻孔布置及封孔工艺。戊9、10煤层透气性系数为0.076m2/(MPa2

4、·d),属较难抽放煤层。该采面在掘进期间风、机两巷沿煤层倾向虽然已布置89mm,深50m左右的本煤层预抽孔,但其抽放率仅为10%左右,同时采面中间存在着抽放空白区,为防治特别,使工作面前方应力有效向深部前移,利用工作面前方煤体受采动卸压后透气性显著提升这一特性,采纳卸压区浅孔抽放。为此重新测定该采面措施孔的排放半径,优化大采高工作面钻孔布置,即一是在采面布置2排89mm、孔深10m、孔间距2m的措施孔,措施孔呈三花眼布置,其中上排孔终孔位置要控制到软分层中,每循环共打126个孔,并采纳快速CF-2型封孔器封孔,做到打一个抽一个,待效检后进行高压注水,改变煤体结构,防止特别;二是采纳长

5、钻孔效检,效检孔深6m,孔间距10m,共打10个效检孔,采纳q值、s值、Cq等3种指标效检,假设效检参数均不超,同意进尺3m,保留措施孔超前距7m,效检孔超前距3m。 (2)钻孔的施工工艺及劳作组织。一是采面配备10台QFZ-22型防突轻便钻机,8台同时使用,2台备用,为使采面上排措施孔控制到距底板2.5m以上的软分层中,采用吊挂式的打钻新工艺;二是采面配备2套测试仪器、仪表,4个专职防突测试工,执行专业化、程序化防突测试;三是采面措施孔打钻队伍专业化,配备50人专一执行防突措施,做到随打、随封、随抽、随注;打钻时间固定化,打钻时间定为天天8:00检修班。2.3强化高位水平钻孔瓦斯抽放防止采空

6、区冒落带与裂隙带之间的高浓度瓦斯涌入到上隅角是最有效措施之一是高位顶板水平钻孔。戊9、10-12170采面风巷每间距100m做一个顶板高位钻场,每个钻场布置7个89mm、深140m的高位水平钻孔,钻孔水平方向控制风巷以下215m的范围内,垂直高度控制到戊9、10煤层顶板以上1016m的位置,强力抽放采空区上部高浓度瓦斯。其单孔浓度最高可达60%80%,单孔纯瓦斯流量在1.2m3/min左右,其抽放采纳2BEF-353型80m3/min抽放泵和200mm抽放管单独系统高负压、高浓度的抽放采空区瓦斯。下隅角试用聚胺脂砌块封堵工艺,其外再吊挂一道30m长接顶接底的挡风障,防止下隅角向采空区漏风。上隅

7、角采纳10根75mm的高分子吸排管紧贴顶板插到切顶线处,利用2BEC-42型160m3/min抽放泵和500mm抽放管单独抽放系统,低负压、大流量强力抽放上隅角瓦斯,使上隅角高浓度瓦斯提前分流抽走,不涌向上隅角。同时靠切顶线并在10根75mm抽放支管末端以外再挂一道接顶接底的挡风障,其外再挂一道30m的导风障,起均压和挡瓦斯的作用。×3m的大断面支护,其风流畅通,达到降低机、风两巷的风压差,减少采空区漏风,防止采空区瓦斯大量涌出的目的,为此该采面配风为1800m3/min,机风两巷的压差仅为60Pa。3结论(1)八矿在戊9、10-12170综采工作面4.5m大采高施行,摸索出了矿山压力规律:即直接顶初次跨落步距1720m;老顶初次跨落步距2535m;老顶周期跨落步距1720m,能有效控制矿山压力。(2)卸压区浅孔抽放,由单排孔布置改为两排三花眼布置,杜绝了采面抽放空白带特别,降低了煤壁瓦斯涌出,使回瓦斯坚持在0.5%以下。(3)规范、优化了支架操作工和割煤司机的移架和割煤工艺,控制了矿山压力,有效防止了煤壁片帮。(4)改善了上、下隅角封堵材料和工艺,提升