鹤煤六矿顶板高抽巷瓦斯抽放技术及应用

1、顶板高抽巷抽放瓦斯技术研究及应用 王玉振（河南能源化工集团 鹤煤公司六矿，河南鹤壁，458000）摘 要：鹤煤六矿2141综采放顶煤工作面在顶板中布置高抽巷，进行瓦斯抽放，成功解决了上隅角和回风流瓦斯超限问题，从而大大提高了工作面的推进速度，保证了安全生产，这对矿区内其他矿井的瓦斯抽放具有重要意义。关键词：综放工作面 高抽巷 抽放负压Study on Technology of High-level entry for gas Drainage in Roof and Its ApplicationNiu Xian-wei Wang Yu-zhen(Henan energy chemical

2、group, Hebi Coal Mine Group Company No.6 Coal Mine, Hebi 458000, China)Abstract：High-level entry is arranged in the roof of fully-mechanized coal face with sublevel caving 2141 in Hebi Coal Mine Group Company No.6 Coal Mine, using for discharging gas, the problems of gas to limit is solved successiv

3、ely. Therefore the advancing speed of the coal face is greatly improved and the safety production is guaranteed, and this has an important significance to other coal mine of the same mine area.Keyword：fully-mechanized coal face with sublevel caving; high-level entry; negative pressure of suction1引言鹤

4、煤六矿始建于1958年，1964年投产，设计生产能力120万吨年，现矿井核定生产能力为130万吨/年。2012年度瓦斯等级鉴定结果为：绝对瓦斯涌出量为51.86m3/min，相对瓦斯涌出量为23.34m3/t，瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井。为了有效治理工作面瓦斯，在优化矿井通风系统的基础上，在首采面2141综放工作面开采初期采用了采空区埋管抽放瓦斯，但效果并不理想，不能从根本上解决工作面瓦斯超限问题。针对这种情况，提出了在顶板中布置高抽巷抽放采空区瓦斯进行瓦斯治理，防治瓦斯超限的方法，取得了良好的效果，保证了采煤工作面安全高效生产。2 2141工作面概况及瓦斯治理现状2.1工作面概况2141北工

5、作面位于我矿二水平东翼214采区。井下位置：东部为2143采空区；南部为未开采的2141南工作面；西部为2003采空区；上顺槽平行于6F4断层，距该断层约25m，北部为东风井保护煤柱。2141北工作面通风方式采用U型全负压通风，工作面采用走向长壁轻型液压支架综采放顶煤采煤方法进行回采，顶板管理采用全部垮落法进行顶板管理。2.2瓦斯治理现状2141北工作面于2001年4月至2004年8月在上顺槽、下顺槽、中切割及北七轨道施工了617个抽放钻孔，累计钻孔工程量23465m。截止到2005年12月，2141北工作面布置的617个抽放钻孔累计抽出222.31万m3，抽放率为37.3%，预计工作面残存瓦

6、斯含量约为8.91m3/t。根据鹤煤工程技术研究中心于2011年4月在2141北工作面进行了实测瓦斯含量数据显示，工作面残存瓦斯含量值最大为9.38m3/t。2141北工作面于2011年10月份正式投产，初采期间采取埋管抽放采空区瓦斯。采空区埋管抽放平均抽放量为2.02 m3/min。工作面回风流平均瓦斯浓度为0.26%0.68%，平均瓦斯风排量为6.75 m3/min。工作面平均瓦斯风排量可达平均瓦斯抽放量的3.3倍，工作面主要以风排瓦斯量为主。工作面时常出现瓦斯报警断电，采空区埋管抽放不能从根本上解决工作面瓦斯超限问题。经公司决定，2141北工作面从2011年11月开始停产检修，布置工作面

7、顶板高抽巷抽放采空区瓦斯。3高抽巷在综放工作面的应用3.1高抽巷布置位置及参数2141北工作面煤层伪顶不发育，一般表现为0.2m0.4m的炭质泥岩，平均厚度0.3m，含炭量高，质地松软，随采随落，对工作面回采影响不太；二1煤层直接顶为深灰色砂质泥岩，结构致密，钙矽质胶结，局面含炭质及白云母片，含植物化石碎片，厚度11.63m18.73m，平均厚度15.18m，若顶板高抽巷沿煤层伪顶上部的直接顶中布置，施工比较方便，且巷道处于裂隙带内。 选择在2141北工作面上顺槽回风巷对口开口掘进平巷15m（图1），然后改为与上顺槽平行方向，按15°上山施工40m斜巷见岩后，再施工平巷250m，直至

8、设计位置。这样2141北工作面顶板高抽巷与上顺槽在垂直方向的投影间距1020m，在水平方向的距离为1520m。距2141北工作面切眼最短20m (图2) 。该巷道的具体用途就是抽采瓦斯，其服务期限将随着工作面的收尾而结束。因而，其断面大小和支护形式只要能满足掘进期间的施工安全即可。图1高抽巷抽放系统平面图图2高抽巷与上顺槽位置图3.2高抽巷密闭规格高抽巷能否取得良好的抽放效果，关键在于高抽巷的密闭质量，即保证密闭的严密性。密闭应建在高抽巷口见岩石顶板较平直段，且为双层密闭；密闭墙体为砖石结构，厚度不小于500mm，掏槽深度不小于200mm，两道密闭间距为500mm，并在两道密闭中间用封堵材料严

9、密注实；最后在密闭外510m范围内全巷道喷浆处理。3.3抽放设备2141北工作面采用抽放系统采用2台2BEC-52水环真空泵，为了保证连续抽放工作面采空区高位裂隙内瓦斯，在图5-1A处密闭位置引出两根16寸抽采管路，两根管路在图5-1B处密闭位置与主管路合茬。该主管路经 2141北工作面进料巷与井下移动泵站2BEC-52水环真空泵合茬。根据2012年2月份顶板高抽巷瓦斯抽放试验结果表明，工作面从 2月5日开始抽放，瓦斯抽放量随时间的变化而不断增大，主要是因为开始抽放时，工作面距顶板高抽巷的最短距离为6m，采煤工作面顶板来压，顶板高抽巷产生裂隙与回采工作面采空区联通，在抽放负压不断增大的情况下，

10、瓦斯抽放量不断增大。由于顶板高抽巷抽放负压过大，抽放浓度逐渐降低，且容易导致采空区自然发火，随之将抽放负压不断减小，当抽放负压处于1525KPa之间时，抽放量曲线和风排量曲线逐渐趋于重合，抽放量可达45 m3/min。因此将抽放负压范围暂定为1525KPa（见图3、4和5）。图3工作面瓦斯抽排量随时间变化图4顶板高抽巷抽采负压随时间的变化图5工作面回风流瓦斯浓度随时间的变化3.4抽放效果分析抽放负压是影响抽放效果的关键因素，在瓦斯抽放初期对各个参数进行研究对比，确定最佳抽放负压为1525KPa。2141工作面从2012年2月开始实施高抽巷抽放瓦斯至2012年9月结束。历时7个月，以四月的瓦斯抽

11、放为例，对抽放效果进行评价。工作面配风量为1260 m3/min左右，瓦斯平均风排量为2.655.17 m3/min，平均抽放量为3.328.23 m3/min。工作面回风流中平均瓦斯浓度为0.210.41%，抽放负压为1525KPa，月平均抽放量可达5.74 m3/min。工作面回采期间上隅角的瓦斯浓度最高可达0.420.64%，回风流中瓦斯浓度最高可达0.350.57%。工作面上隅角和回风流中没有发生瓦斯超限问题，说明高抽巷抽放采空区瓦斯是一种有效的瓦斯治理方法。4主要结论（1）顶板高抽巷是抽采采空区瓦斯和采煤工作面上方顶板裂隙带内的卸压瓦斯、解决工作面上隅角和工作面回风流中的瓦斯超限问题

12、的方法之一，随着工作面的向前推进，顶板冒落，采空区瓦斯就会沿裂隙向上流动涌向整个裂隙带。因此，顶板冒落后产生裂隙的程度和状态是影响瓦斯抽放量的主要因素。（2）合理选择抽放负压和合理的布置顶板高抽巷的层位是保证抽放浓度和抽放量的关键。根据试验工作面研究表明，抽放负压在1525KPa之间，并且工作面顶板高抽巷与上顺槽的水平投影距离和垂直投影距离分别为1520m和1418m时，瓦斯抽放效果最好。（3）顶板高抽巷在2141北工作面的试验应用，成功解决了综采放顶煤工作面回采时，上隅角和回风流瓦斯超限问题。即工作面投产初采期间应用采空区埋管抽放技术，工作面时常出现瓦斯超限，而采用顶板高抽巷抽放瓦斯技术后，基本达到了“0”超限，从而大大提高了工作面的推进速度，保证了安全生产。参考文献1 周华东,许家林,胡国忠等.综采工作面初采期局部高抽巷瓦斯治理效果分析J.煤 炭 科 学 技 术,2012.5, 40(5).2 刘冠学，唐永志，许培德等.谢二矿高