马兰矿18305工作面的瓦斯治理经验

张聪华

（西山煤电 马兰矿，山西 古交 030205）

马兰矿18305工作面的瓦斯治理经验

张聪华

（西山煤电 马兰矿，山西 古交 030205）

目前，矿井瓦斯是制约煤矿井下安全生产的重要因素，特别是对高瓦斯综采工作面尤其重要。针对马兰矿井下地质条件、环境因素、瓦斯赋存状态等实际情况，对工作面进行了多元化立体式瓦斯抽采，并制定相关瓦斯治理措施，实现了高瓦斯工作面低瓦斯状态下回采，对回采工作面的瓦斯治理具有参考价值。

高瓦斯；抽采；综合治理

1 工作面的位置及周边情况

18305工作面的地面位于端端圪垛、麻地嘴沟东南部，工作面中部为端端圪垛旧村，切眼位置穿过宋家沟；主要出露地层Q2+3、N2、P2S2，盖山厚度437m～497m，平均厚度468m。工作面开口南一下组煤皮带下山，东南部为18307采空区；工作面上覆间隔82m～93m为 2号煤 12306、12308、12309、12311采空区。

2 工作面的煤层情况

工作面的掘进煤层为石炭系太原组8号煤，工作面整体受北社-常安向斜控制，煤层倾角较平缓；属稳定可采厚煤层，复杂结构1.40（0.12）2.48，常有1～2层夹矸，其上部夹矸发育稳定，厚度平均0.12m；局部煤层变薄（轨道巷735m～1010m，尾巷725m～1000m），厚度为 3.00m～3.50m。

3 工作面的顶底板情况

老底：中细砂岩，深灰色，上粗下细，以石英为主，水平层理发育。直接底：粉砂岩，深灰色，富含根化石，波状层理发育，夹薄层黄铁矿，下部为泥岩，厚度1.2m。直接顶：泥灰岩，L1泥灰岩，深灰色，致密较坚硬，富含动物化石，裂隙充填方解石脉，厚度1.1m～2.1m。老顶：粉砂岩、细砂岩，S2砂岩，灰色，水平层理发育，含植物化石。

4 工作面的水文地质概况

工作面顶板L1灰岩及其上部12m的K2灰岩为承压裂隙岩溶含水层，局部含水丰富；受北社-常安向斜影响，顶板裂隙较发育，掘进中顶帮有淋滴水现象，遇断层淋水增大，涌水最大60m3/h，积水在巷道低洼处汇聚，对生产有较大影响。工作面上覆间隔82m～93m为 2号煤 12306、12308、12309、12311采空区，其中18305切眼10m～51m范围上覆12309采空区内有积水13749m3。工作面瓦斯绝对涌出量45.9m3/min、相对涌出量10.1m3/t；煤尘具有爆炸性，爆炸指数48.9%；Ⅱ类自燃煤层、煤层最低着火点温度270℃。工作面采用走向长壁后退式一次采全高全部垮落法的综合机械化采煤方法。

5 工作面的安全监测系统

回采工作面I切眼时设置甲烷传感器12个,其中架间甲烷传感器8个；工作面延长II切眼后增架间甲烷传感器7个；风速传感器1个，烟雾传感器1个，温度传感器1个，CO传感器2个。定期对工作面各类传感器进行检修、维护、标校，并严格执行相关规定。

6 工作面的瓦斯治理措施

6.1 通风系统

工作面采用一进一回“U”型通风方式，轨道巷进风、皮带巷回风，通风路线如下：新鲜风流：地面→910南大巷→南一下组煤石门/南一下组煤进风联巷→南一下组煤进风下山/南一下组煤皮带下山→18305轨道巷→工作面。污风风流：工作面→18305皮带巷→18305回风联巷→南一下组煤回风下山/南一下组煤补回风巷→南一下组煤回风斜巷/南一下组煤回风立眼→南一回风巷/980辅助巷→南一回风井/南一补回风井→地面。选配风量：根据工作面的瓦斯涌出量算得18305工作面回采期间的设计配风量2000m3/min，实际配风量2560m3/min。

6.2 抽采方式

工作面采用本煤层抽采、高抽巷抽采、底抽钻场抽采、底抽巷抽采、低位裂隙带抽采、移动泵抽采等方式。

（1）本煤层抽采：本煤层钻孔分两段布置在工作面轨道巷，轨道巷Ⅰ段钻孔从里程45m处开始施工，钻孔间距3m，至里程1550m处结束，孔深208m；轨道巷Ⅱ段本煤层钻孔从里程10m处开始施工，钻孔间距3m，至里程390m处结束，孔深100m。钻孔均垂直于巷道布置，轨道巷钻孔的方位角均308°，钻孔的倾角为煤层倾角（考虑到钻孔实际施工过程中钻杆的下沉量，取钻孔的倾角大于煤层倾角0.5°）；钻孔孔径均113mm，抽采浓度33%～37%，流量3m3/min～5m3/min。见图1。

图1 本煤层钻孔布置平面示意图

（2）底抽钻场抽采及底抽巷抽采：见图2，工作面皮带巷1600m处施工1个底抽钻场，位于9号煤中，钻场内沿9号煤施工30个本煤层钻孔，孔深200m～400m，抽采浓度28%～31%，流量1.9m3/min～3.5m3/min。见图3，在距18305皮带巷55m（距18303皮带巷30m）处施工底抽巷，沿9号煤掘进，长度1625m，底抽巷内沿9号煤施工施工本煤层钻孔，钻孔间距3m，孔径113mm，孔深250m，抽采浓度66%～70%，流量3.8m3/min～4.5m3/min。

图2 底抽钻场钻孔布置平面示意图

图3 底抽巷钻孔布置平面示意图

（3）低位裂隙带抽采：见图4。为解决初采期间上隅角瓦斯，在皮带巷距切眼30m处开始施工1组6个低位裂隙带抽采钻孔，钻孔深度超出切眼20m，终孔垂高 6m、7m、8m、9m、10m、11m，终孔水平间距均为5m，最外侧1号钻孔距离轨道巷回采帮10m，开口于回采帮顶板上，开孔间距1m。在皮带巷距切眼80m处开始，每80m再施工一组低位裂隙带钻孔，每组4个钻孔，开孔于巷道顶板与回采帮交界处，前后间距1m，终孔垂高分别为6倍、7倍、8倍、9倍采高（采高4m），最外侧1号孔终孔距皮带巷回采帮10m，终孔水平间距10m，相邻两组钻孔前后搭接60m，钻孔孔径113mm，抽采浓度为33%～35%，流量 0.8m3/min～2.5m3/min。

图4 18305皮带巷低位裂隙带钻孔布置平面示意图

（4）高抽巷抽采：在距18305工作面顶板垂高40m，内错皮带巷水平间距30m处施工高抽巷，巷断面15m2，巷长2112m，抽采浓度18%～29%，流量10m3/min～18m3/min。

（5）上隅角埋管抽采：工作面上隅角采用2台2BEC-52型瓦斯抽采泵（一台运行，一台备用）对采空区瓦斯进行抽采。

6.3 相关的瓦斯治理工作

工作面初采期间风量配备2900m3/min；在工作面风速不达到临界值的前提下，尽量提高配风上限。初采期间在切眼后部每2m施工一个深度为2m的强制放顶眼，工作面推进1.6m时，在放顶眼装药放炮，保证工作面正常推进时的老顶及时垮落。在工作面刮板运输机每节溜槽底部增设1根压风管路，防止了溜槽底部积聚瓦斯。工作面悬挂导风风障。在工作面机头前3个支架范围内悬挂风障，并按工作面瓦斯浓度随时调整风障角度，保证风流有效流经上隅角，防止上隅角瓦斯积聚。上隅角预埋瓦斯稀释器。对工作面机头1号支架与保险帮缝隙之间码放沙袋，沙袋码放严密不透风，并将瓦斯稀释器埋入沙袋之间、深入采空区，对采空区内瓦斯稀释引排，防止采空区瓦斯涌入上隅角。进风上隅角悬挂阻风风障。工作面末端支架与保险帮之间悬挂阻风风障，防止风流进入采空区（将采空区瓦斯带出，导致工作面、工作面回风流瓦斯浓度升高）。

7 工作面的瓦斯治理成果评估

成果：增加工作面配风量后，有效降低了初采期间回风流瓦斯浓度。通过采用多元化立体式抽采方式后，工作面瓦斯抽采量达30m3/min，瓦斯抽采率65.2%；缓解了工作面通风压力，减少了工作面风排瓦斯量。对进风上隅角悬挂风障有效减少了风流进入采空区，降低了采空区瓦斯涌出量。正常回采期间的工作面回风流瓦斯浓度完全控制在0.5%以下，为矿井安全生产提供可靠保障。不足之处：由于生产衔接问题，底抽巷施工距离较短，影响工作面下邻近层瓦斯抽采效果。本煤层钻孔放水工作滞后，导致管路积水，本煤层瓦斯抽采效果较预期有差距。个人体会：工作面的地质条件复杂，对瓦斯治理工作带来诸多不便。工作面高抽巷在矿井初次使用，各方面的技术参数较少，需再摸索。高抽巷的封闭质量也是保证抽采量和抽采浓度的重要原因之一，确保封闭质量尤为重要。各类钻孔必须保证封孔质量，减少钻孔漏气。

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Gas Control Experience of 18305Working Face ofmalanmine

ZHANG Cong-hua
(Malanmine,Xishan Coal and Electricity Group,Gujiao Shanxi 030205)

Gas is an important factor affecting safety production inmines,especially on high gas fully-mechanizedmining face.For geological condition,environment factors and gas occurrence inmalanmine,diversified vertical drainage was used and correspondingmeasures were established.The extraction in the condition of low gas on high gas working face was realized,which is useful for the gas control on themining face.

high gas;drainage;comprehensive treatment

TD712+.62

A

1672-5050（2012）10-0063-03

2012-07-05

张聪华（1974—），男，山西五台人，大学本科，助理工程师，从事煤矿安全工作。

樊 敏