高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术研究

鹤郑涉村煤业有限公司 赵合岭

郑州鹤郑兴源煤业有限公司 王志勇

鹤煤八矿通风区 苏三星 张 波

高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术研究

鹤郑涉村煤业有限公司 赵合岭

郑州鹤郑兴源煤业有限公司 王志勇

鹤煤八矿通风区 苏三星 张 波

矿井防治瓦斯治理工作是煤矿企业的一项重要工作，高突矿井采煤工作面回采过程中需进行高位裂隙钻孔抽放，而高位裂隙钻孔抽放也是工作面瓦斯治理的一个重要组成部分，因此，研究高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术，对保证工作面安全生产具有重要意义。

一、矿井基本情况

八矿位于鹤壁矿区南部，井田南北走向5.25 km，东西倾向1.7 ～ 1.9 km，面积约7.9 km2。井田为隐伏井田，属单斜构造。二迭系山西组二1煤为矿井唯一可采煤层，平均厚度6.75 m，平均倾角24°。井田内地质构造复杂，断裂构造发育，尤其小断层较多，煤层稳定性中等，局部存在明显的变薄现象。2002年8月经抚顺煤科院鉴定为突出矿井。2006年矿井核定生产能力为81万t/a。2008又矿井煤层及瓦斯含量进行了检测，结果如下：矿井绝对瓦斯涌出量37.58 m3/min，相对瓦斯涌出量23.53 m3/m in。煤层瓦斯含量12.1 ～ 18.6 m3/t，瓦斯压力1.3 ～1.5 MPa，煤层透气性系数为1.5 m2/MPa2·d，属勉强可抽放煤层。煤炭自燃倾向性为三类，不易自燃，自燃发火期145 d，煤尘具有爆炸性，爆炸指数为14.72%。全矿总进风量11342 m3/min，总回风量11 546 m3/min，矿井有效风量率87.2%。矿井通风等积孔为4.8m2。各个分区配风合理，配风能力满足生产需求。

二、31011工作面情况

31011工作面位于井田南部三水平开采二1煤层，地面标高+ 140 m，工作面标高– 370 ～ – 441m。在工作面布置有穿层钻孔、本煤层钻孔、高位裂隙钻孔。工作面走向长280 m，倾斜长150 m，采高2.5 m，倾角28°，可采储量14.8万t，计划月产量1.8万t。该工作面为顶分层采煤工作面，煤层瓦斯浓度高，绝对涌出量最大7.3 m3/min，最小5.5 m3/min，平均6.4 m3/m in，相对瓦斯涌出量最大15.2 m3/t，最小11.6 m3/t， 通风能力有限，最大配风量为1 200 m3/m in。

三、高位裂隙钻场布置情况

高位裂隙钻场以20° ～ 25°起坡，掘进8 m后变平，再施工4 m后停掘，高位钻场底板高出煤层顶板5 m。钻场在回采工作面风巷距切眼90 m处掘第一高位钻场，沿工作面走向向外每隔70 ～ 80 m掘1个高位钻场。

四、矿井高突工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯情况

工作面高位裂隙钻场带抽完毕后，首先在高位裂隙钻场内从开口向里4 m开始盘2个木垛，防止工作面回采过来后压断抽放管，影响抽放；然后在紧挨靠外木垛处钉板墙。实际采煤过程中，每当工作面回采到离高位裂隙钻场8 m左后位置时，钻场附近瓦斯量显著增大，其原因主要有两点：一是受集中压力的影响，造成煤壁大量漏风；二是压力增大后造成板墙变形，瓦斯随之溢出。板墙外最高瓦斯浓度达到10%，钻场回风巷口瓦斯浓度也超过1%，严重影响了工作面的安全生产。为此，通风区采用了风障引导法、黄泥勾缝法处理高位裂隙钻场涌出瓦斯，有时甚至每班派专职瓦斯检查员固定在高位裂隙钻场处理瓦斯，均未达到预期效果，导致工作面在过高位裂隙钻场时经常停产，少则几个小时，多则一个小班，严重影响了煤矿的安全生产，工作面产量也受到了很大影响。所以，高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术更新势在必行。

五、31011工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术应用

吸取以往高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间的瓦斯治理经验，31011工作面在过高位裂隙钻场前30 m就由采煤队先在高位裂隙钻场盘木垛，第一道木垛距离回风巷口6 m，抽放队在木垛中间预埋3 ～ 5根Ф40 mm抽放管，用Ф50 mm抗静电软管与抽放管连接。通风区紧挨木垛钉一道板墙，然后再盘第二个木垛，通风区再钉第二道板墙，板墙预留3个注罗克休管，通风区随后注入罗克休，直至注满为止。这样一来，工作面推过来以后，高位裂隙钻场顶板压力增大，瓦斯开始溢出，但是由于注满罗克休，而罗克休堵漏效果极佳，所以瓦斯完全控制在高位裂隙钻场内，等工作面完全推过高位裂隙钻场后，里面开始埋的花管又起到抽放作用，继续预抽采空区瓦斯。采用上述方法后，杜绝了工作面每次过高位裂隙钻场期间易出现的瓦斯超限问题，工作面过2次高位钻场时没有出现瓦斯超限问题，工作面采煤工作水利进行，为煤矿安全生产提供了有力保障。工作图过第二高位裂隙钻场如图1所示。

六、结论

高突采煤工作面瓦斯涌出量较大，采用高位裂隙钻场抽放技术虽然减少工作面瓦斯涌出量，但是却造成工作面过高位裂隙钻场时极易出现瓦斯超限和局部瓦斯积聚的问题。通过采取工作面过高位裂隙钻场时注罗克休的瓦斯治理措施，解决了过钻场时易出现瓦斯超限和局部瓦斯积聚的问题，提高了瓦斯治理水平，保证了工作面的安全生产。