顶板抽采巷瓦斯抽采影响因素研究

郭建彪　胡祖祥

摘要：通过对谢桥矿1151(3)顶板高抽巷瓦斯抽采效果的观测，考察了瓦斯抽采量、瓦斯抽采率和抽采瓦斯浓度随顶板高抽巷的位置、工作面推进速度、工作面距离开切眼的位置等的变化关系，得到了一些有一有益的结论，对今后的瓦斯抽采具有指导意义。

关键词：瓦斯顶板高抽巷影响因素

0引言

谢桥矿位于淮南潘谢矿区，是一座设计年产400万吨的特大型现代化矿井。矿井现开采第一水平－610m，上、下山开采，下山下界-标高－720m。采用走向长壁综采一次采全高和放顶煤开采。随着开采深度的增加，瓦斯含量和瓦斯涌出量亦明显增大，矿井的瓦斯防治问题日益突出，为解决这一问题，谢桥矿在1151(3)工作面第一次设计施工了顶板高抽巷，以提高采面瓦斯抽采率，提高采面单产。

1基本概括

1151(3)工作面位于13-1煤层-720m水平，东一采区。走向长1674m，倾斜长231.8m，煤层平均厚度约5.4m，煤层平均倾角12.8°，煤容重为1.34t/m³，回采率93％，可采储量2689210t。工作面顶板为粉、细砂岩，并见裂隙节理，直接顶岩石f=9.0，直接底岩石f=7.0，工作面地质构造简单。将该工作面煤样送试验室进行相关瓦斯参数测定，软分层煤样的瓦斯放散初速度AP和煤的坚固性系数f分别为12和0.49，并根据间接法计算得到煤层瓦斯压力1.03MPo全断面煤样在试验室测定的工业性分析指标。孔隙率和瓦斯吸附常数a、b等测定结果如表1所示。并综合现场分析和试验测定，确定C₁₃煤层的原始瓦斯含量为5.79m³/t。

1151(3)综放工作面高抽巷内错回风顺槽，距回风顺槽平距22m，以3％坡度施工至距切眼56m处，巷道底板距13-1煤层顶板法距21－31m，净断面7.4m²，是该矿首个长距离抽采巷。工作面回采前，在抽采巷里敷设一趟8寸抽采管与矿井永久抽采系统合茬，并距迎头300m处封闭，以防止抽采巷抽采效果不理想时在抽采巷内施工钻孔分段封闭抽采，8寸抽采管深入封闭墙以里1m。为考虑抽采巷抽采效果，谢桥矿抽采队工程技术人员从工作面回采之日起即对该面抽采效果进行跟踪考察。

2考察方法

此次考察主要是通过定期测定抽采巷瓦斯抽采量、工作面回采距离、日产量、风排瓦斯量等参数，以定期了解这些参数之间的内在联系。抽采巷瓦斯抽采量考察途径主要通过以下两种：①利用地面抽采泵房瓦斯抽采自动监控装置考察：②利用CDLU型智能涡街气体流量计配合100％瓦斯机、抽气筒、负压表考察。

3抽采影响因素分析

根据对1151(3)综放工作面回采过程的跟踪考察，发现高抽巷的抽采效果与高抽巷距离C13煤顶板距离、工作面距开切眼距离及工作面产量有密切的关系，在实验过程中还发现，抽采泵的抽采能力对抽采效果也有一定的影响。

3.1工作面产量与抽采量、抽放浓度、抽采率的关系从现场考察数据来看，瓦斯涌出量与工作面产量几乎成正比关系，且随着工作面单产的提高，工作面瓦斯涌出量也有大幅度的提高，瓦斯抽采量与瓦斯涌出量随产量的增加其增长规律是一致的。但瓦斯抽采率并没有随着产量的大幅度提高而快速上升，也就是说，一旦提高综放工作面的产量势，必引起风排瓦斯的压力。由此可见，提高工作面单产不仅耍在瓦斯抽采技术上加强科研攻关，提高瓦斯抽采率，同时也需研究合理的工作面通风方法，才能有效治理提高工作面单产而带来瓦斯威胁问题。

3.2高抽巷位置与抽采量、抽采浓度、抽采率的关系抽采巷层位直接关系到抽采流量的大小。根据现场考察结果，1151(3)抽采巷抽采期间，层位在一定的高度范围内抽采效果较好，如层位在30—31m时抽采巷纯流量28.0—40.12m³／min，平均33.9m³／min，浓度平均达到36.8％，完全能满足发电需要；而层位在20-21m时，抽采巷抽采纯流量947-23 1m3／min，平均14m³／min，浓度平均只有15.1％。另外，在工作面回采超过首道封闭墙后，通过对设置在该密闭墙上的抽采管抽放效果考察结果，也证明了该面抽采巷层位23m以下时已出于冒落带范围内，表现在该抽采管内瓦斯浓度呈规律性忽大忽小，最大时达36％，而最小时仅有9％，并且该管内出现了52ppm的CO。

3.3工作面位置与抽采量、抽采浓度、抽采率的关系从现场考察数据可看出，在工作面刚开始推挤的25m范围内，几乎抽不到瓦斯，根据实测11 51(3)工作面初次来压步距为21.5m，因此，在前21.5m左右高抽巷并没有发挥作用。而当工作面顶板跨落后，采空区蓄积的大量瓦斯很快得到了泻排，表现为在25—50m左右时，瓦斯抽采浓度较高，基本在60％—70％之间。之后，随着工作面的正常推进瓦斯抽采纯量和抽采率有规律的波动，瓦斯浓度维持在20％—30％之间。另外还可以看出瓦斯的抽采量与工作面的推进速度的表现一致，瓦斯抽采量的高峰比工作面的推进速度高峰稍微滞后一段时间，这主要是回采速度刚开始下降时，采空区抽采范围内仍有大量的瓦斯。

4结论

通过对1151(3)顶板抽采巷的抽采效果考察，可以得出以下结论：①工作面瓦斯涌出量和瓦斯抽采量随着工作面推进速度的增加而增加，即便如此，提高工作面产量仍会造成工作面风排瓦斯量的剧增。因此，高瓦斯工作面的高产的实现必须在实行瓦斯抽采的基础上加大工作面通风方式的研究，才能有效治理瓦斯问题。②高抽巷的位置对抽采效果影响较为明显，对谢桥矿来说，当高抽巷距离煤层顶板30m左右时，瓦斯抽采效果最佳；③高抽巷的瓦斯抽采效果只有在工作面初次来压以后才能发挥作用，因此，在工作面初次来压前，必须加大瓦斯治理力度和安全保卫措施，有效控制瓦斯事故的发生。