高瓦斯工作面瓦斯综合防治措施

1、高瓦斯工作面瓦斯综合防治措施王 然（龙煤鸡西分子公司 正阳煤矿，黑龙江 鸡西 158177）摘 要：正阳煤矿四采区2煤层首采工作面，在回采过程中即要控制本层瓦斯，还要控制来自上临近层3B#层的瓦斯涌入，单靠一种方法不能解决瓦斯问题，利用风排、上覆临近层全煤高抽巷，穿层钻孔、本层预抽、仰角钻孔等多种方法对该工作面进行瓦斯综合治理，保证了综采工作面的安全回采和高产高效。关健词：穿层钻孔；仰角钻孔；本层预抽；上覆临近层全煤高抽巷1 工作面概况正阳煤矿四采区2#煤层右一工作面，工作面长度230m，走向长度740m，该工作面煤层发育较稳定，平均煤厚2.35m, 煤层倾角5°。开采储量56万吨。

2、采用综合机械化采煤工艺，全部垮落法管理顶板。在“三带”影响范围内，工作面上覆岩层，临近层为3B#层，煤厚约2.2m，于3B#煤层法距17m。2 瓦斯涌出分析自2014年2月份该工作面开采以来，受采动影响后，工作面绝对瓦斯涌出量最高达20.29m3/min。经分析瓦斯来源：一是本层瓦斯，占瓦斯涌出总量1520%；二是临近层瓦斯（3B#层），占瓦斯涌出总量5065%，三是围岩瓦斯 (含煤页岩及煤线) 占瓦斯涌出总量1015%；四是构造瓦斯，垂直工作面有一较大的背斜构造，开采0-120米范围内为仰采，随着工作面回采接近背斜构造末端，工作面煤壁上部瓦斯不断涌入回采工作面及采空区，且在回采过程中控制上部

3、临近3B#煤层瓦斯及通过底板采动裂隙及断层裂隙带涌入是瓦斯治理的重点。3 瓦斯综合治理方法工作面初采期间，工作面风量为800 m3/min，绝对瓦斯涌出量为2.32m3/min；直接顶冒落后，瓦斯涌出量为3.24 m3/min，采用风排就可以解决瓦斯问题。老顶初次来压后，随着采煤速度的加快，瓦斯涌出量逐渐增加，配风量经几次调整增至1300 m3/min。主要解决回采期间来自本层释放的瓦斯及超前支护范围内临近层瓦斯通过裂隙涌入工作面回风的瓦斯。该工作面瓦斯涌出情况如图1所示：图1 瓦斯绝对量随推进度变化曲线根据该工作面瓦斯涌出来源及“三带”高度分部范围，决定采取分而治之的原则，对该工作面采用上覆

4、临近层全煤高抽巷，穿层钻孔、仰角钻孔、本层预抽等瓦斯防治措施。3.1 上覆临近层全煤高抽巷及穿层钻孔抽放法上覆临近层全煤高抽巷距回风上巷内错45m沿2#层上覆3B#煤层施工一条全煤高抽巷，总工程量840米，每间隔5m施工一对相向顺层钻孔，释放煤层宽度68113米。后进行端头封闭，对接地面抽放系统。把采空区冒落带低浓度瓦斯通过四采地面抽放系统排至地面，解决回采期间采空区瓦斯向上隅角及回风涌出问题。优点：相对于全岩高抽巷，在同等巷道长度的情况下便于施工加快了工程进度，利于回采工作面接续；相对于专用尾排巷，减少了工程总量。按照每30m施工一个尾排川计算，四采2#层右一面采用专用尾排巷工程量为1330

5、米，可减少掘巷工程量490米。布置情况如图2所示图2 上覆临近层全煤高抽巷、顺层钻孔布置穿层钻孔在四采2#层右一面上巷内，每间隔5m，向3B#层高抽巷施工94mm钻孔，在使用153mm钻头扩孔，后进行封孔。当上巷端头支架到达1#穿层钻孔时将其打开（以此类推），将采空区冒落带、转角瓦斯吸入高抽巷，通过四采地面抽放系统排至地面。上覆临近层全煤高抽巷配合穿层钻孔这一方法在初次来压前效果不是十分明显，在初次来压后效果显现，从初采期间至周期来压，地面抽放系统抽放量由0.37m³/min增至3.81m³/min。工作面转角瓦斯浓度始终控制在0.5%以下。布置情况如图2所示图3 穿层钻孔

6、布置图3.2 顺层钻孔预抽法在上下巷掘进期间，每间隔5 m，垂直工作面煤壁施工1个顺层钻孔，钻孔深度100160m，施工完后既封孔联网进行本层预抽，施行分块段区域预抽，根据走向长度将该工作面划分为9个块段，4个集流器连接16个本层钻孔进行预抽。降低本层瓦斯含量。开展本层预抽后，2#煤层预抽后瓦斯含量由5.53 m3/t，降至2.38m3/t。缓解了风排压力，生产班回风瓦斯浓度基本保持在0.5%左右。3.3 仰角孔抽放法在临近层瓦斯含量大，回采块段内并未完全开采保护层的情况下，充分利用仰角钻孔抽放规律，选择合理的抽放层位，加大抽放力度，是解决裂隙带临近层瓦斯的有效途径。回风巷布置23个仰角钻场，

7、仰角钻场间距30m。为进一步确定顶板岩性，选择合理的抽放层位。以经验公式垂高估算值和附近穿层巷道揭露的岩层为参考依据，在回风巷内向2#煤层顶板施工仰角40°探孔，进行岩性写实，确定顶板上方78m处存在一层0.15m厚的煤页岩及煤线弱面。初步判定冒落带内直接顶高度为8米（3.3倍采高）。仰角钻孔长度100130m，孔径94mm。分上、中、下三排布置，终孔位置均布置在同一层位高度25m（10.4倍采高）。为防止穿层与仰角穿孔，先施工穿层钻孔，待完工后，再施工其前方仰角钻孔，使部分仰角孔与穿层孔相互连通，构成环形裂隙圈内立体抽放孔网。抽放时同时连接3个仰角钻场，保证仰角钻场“两抽一备”。钻

8、孔布置方式如图4所示： 图4 工作面抽放钻孔布置示意图4 瓦斯治理效果针对多种瓦斯抽放方法，建立了高低负压分开抽放系统、分源计量，避免各种抽放方式相互影响。井下移动泵站ZYW-110型移动式瓦斯抽放泵，额定流量为110 m3/min。325mm主管路1200m，抽放负压在280350mmHg之间。对2#煤层进行本煤层预抽及仰角抽放（通过阀门控制本煤层预抽及仰角抽放的流量）。地面集中泵站2BEC52型抽放泵，额定流量为205m3/min。426mm主管路1800m，两趟分支219mm管路分别抽放高抽巷及3B#层采空区。抽放负压在180220mmHg之间。根据实测工作面瓦斯涌出总量为20.29 m

9、3/min。具情况见表1 表1 工作面瓦斯治理效果地 点风 量m3/minCH4%绝对量m3/min比 例%回风巷13000.455.8528移动泵48.722.310.954集中泵54.46.53.5418合 计20.295 结 语通过分析工作面瓦斯来源，掌握本煤层及临近层瓦斯含量及赋存情况，采取本层钻孔、仰角钻孔及上覆临近层全煤高抽巷配合穿层钻孔等针对性瓦斯防治措施，进行分源治理，有效控制工作面瓦斯。该工作面月抽放瓦斯量为52万m3。保证了综采工作面安全高效回采，为该区域同一煤层其他工作面瓦斯治理提供了参考经验。参考文献：1刘功泽，袁亮，首采煤层顶板“环形裂隙圈内走向长钻孔法或巷道法”瓦斯