强突煤层高瓦斯工作面回收安全煤柱瓦斯综合治理技术

摘要：阐述了强突煤层高瓦斯工作面回收安全煤柱期间，工作面瓦斯综合治理方法。回收安全煤柱前，采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯的方法对煤柱进行消突，回收安全煤柱期间，工作面距高抽巷法距21m至0m（回采725m至830m），抽采效果随工作面推进逐渐降低，直至完全失去功用。为确保回收安全煤柱期间瓦斯治理达标，采用了顺层钻孔抽采、老塘埋管抽采、高抽巷抽采及高位钻场顶板走向钻孔抽采的瓦斯治理措施。通过对安全煤柱的回收，提高了煤炭资源回收率，多回收煤炭资源8万吨，直接经济效益达4800万。

关键词：回收安全煤柱 瓦斯综合治理

1 问题提出

潘三矿主采的13-1煤层为高瓦斯强突出煤层，回采工作面原定留设安全煤柱，因东四13-1煤上部采区即将报废，外围系统巷道不再使用，同时为提高煤炭资源回收率，在安全的前提下实现开采最大化，创造经济效益，决定对安全煤柱进行回收，回收安全煤柱期间，工作面距高抽巷法距21m至0m（回采725m至830m），抽采效果随工作面推进逐渐降低，直至完全失去功用。围绕煤层消突及回采瓦斯治理开展工作，确保强突煤层高瓦斯工作面回收安全煤柱期间瓦斯治理措施可靠有效。

2 概况

潘三矿1762（3）工作面位于东四采区，标高-590m～-640m，工作面走向长830m，倾向长240m，煤层倾角平均7°，煤层平均厚度4.0m。根据中国矿业大学对我矿13-1煤的突出危险性区域划分结论，该工作面处于突出危险区域，实测原始瓦斯2.5MPa，瓦斯含量8.2m3/t。工作面回采前采用两巷顺层钻孔预抽煤层瓦斯进行消突，回采期间工作面瓦斯涌出量为34.6m3/min，工作面实际回风量为2100m3/min，回风瓦斯浓度平均为0.2%，风排瓦斯4.2m3/min；采用高抽巷、老塘埋管、顺层钻孔进行抽采，抽采量为30.4m3/min，其中高抽巷抽采28m3/min，老塘埋管抽采0.8m3/min，顺层孔抽采1.6m3/min。

3 强突煤层高瓦斯工作面回收安全煤柱瓦斯综合治理技术

3.1 顶板管理

工作面回采至对应高抽巷端头斜巷前（工作面回采725m前），完成高抽巷距煤层法距4m至0m段的40m巷道（高抽巷两道封闭墙之间区域）注水泥浆充填工作；工作面回采至对应高抽巷端头斜巷（回采725m）至收作（回采830m）期间，采用铺设金属网加强工作面对应高抽巷上下各20m段的顶板管理，杜绝因掉顶造成工作面瓦斯异常。

3.2 通风管理

工作面回采期间必须确保独立可靠的通风系统，严格按“一面一策”核准配风量不低于1800m3/min，工作面实现配风量为2100m3/min。

3.3 顺层钻孔预抽消突1762（3）工作面安全煤柱回收前，必须采取措施进行消突。在1762（3）高抽巷联巷内向工作面施工顺层钻孔预抽煤层瓦斯，预抽评价合格后进行回采。共施工27个顺层钻孔，抽采半径不大于5m布置，2012年4月15日开始施工，4月20日施工完毕。所有钻孔均采用“两堵一注”带压封孔工艺，封孔长度20m，中间采用2ZBD18.5/4型风动注浆泵带压注实膨胀水泥。封孔器前端下∮50mm花管到底，实现孔封严、管到底。抽采情况见图1。3.4 高抽巷抽采

工作面回采采用高抽巷抽采本煤层瓦斯，平均抽采纯量为28m3/min。高抽巷与轨顺内错30m，距13-1煤层顶板法距20～25m，安设两路φ325mm瓦斯抽采管路，抽采本煤层瓦斯。因回收安全煤柱期间，工作面距高抽巷法距21m至0m（回采725m至830m），抽采效果随工作面推进逐渐降低，直至完全失去功用。4月18工作面回采至725m（即高抽巷变坡点法距煤层21m），20日回采至733m（即高抽巷进入端头斜巷段法距煤层17m），抽采情况如下图，工作面推至733m后，高抽巷抽采效果明显下降，将逐步被高位钻场顶板走向抽采钻孔代替，抽采本煤层瓦斯。高抽巷抽采情况见图2。3.5 高位钻场抽采

因回收安全煤柱期间，工作面距高抽巷法距21m至0m（回采725m至830m），抽采效果随工作面推进逐渐降低，直至完全失去功用。为加强回采期间的瓦斯治理需要，在工作面轨顺端头巷联巷内施工一高位钻场，高位钻场距13-1煤层法距9m，在高位钻场内共施工三组43个顶板走向钻孔，钻孔终孔平面控制到工作面走向距高抽巷法距21m（回采725m）、倾向自轨顺向下142m范围，钻孔终孔剖面控制到13-1煤层法距30m～13m。高位钻场43个顶板走向抽采钻孔接替高抽巷实现工作面连续抽采。抽采钻孔压茬施工，确保回采瓦斯治理需要。所有钻孔均采用“两堵一注”带压封孔工艺，封孔长度20m，中间采用2ZBD18.5/4型风动注浆泵带压注实膨胀水泥。封孔器前端下∮50mm花管到底，实现孔封严、管到底。4月18工作面回采至725m（即高位钻场顶板走向抽采钻孔终孔控制点），20日回采至733m（即高位钻场顶板走向抽采钻孔终孔控制点推进8m），工作面推至733m后，高位钻场顶板走向抽采钻孔抽采纯量明显增加，将逐步代替高抽巷抽采本煤层瓦斯。高位钻场顶板走向抽采钻孔抽采情况见图3。3.6 老塘埋管抽采

工作面回采期间采用上隅角埋管抽采措施，即在工作面轨道顺槽设置一路φ325mm管路专门抽采工作面上隅角瓦斯。在φ325mm管路设置三个与管路型号相等的钢丝软管变头连接三路φ219mm铁管埋入老塘，铁管伸入上隅角编织袋墙内最小不小于0.5m，距巷道顶板不大于0.5m。利用两台2BE1-353移动抽采泵抽采，抽采纯量为0.8m3/min。

4 瓦斯综合治理效果

工作面回收安全煤柱期间，采用顺层钻孔抽采、老塘埋管抽采、高位钻场顶板走向抽采钻孔与高抽巷抽采交替的方式治理工作面瓦斯，工作面回风瓦斯浓度平均在0.2%左右，采用的瓦斯综全治理手段可靠有效。

5 结论

强突煤层高瓦斯工作面采用以上瓦斯综合治理技术，很好地解决了回收安全煤柱期间的瓦斯问题。回风瓦斯浓度保持平衡，为安全回采提供了保障。

通过对安全煤柱的回收，提高了煤炭资源回收率，多回收煤炭资源8万吨，直接经济效益达4800万。

参考文献：

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[2]李敬民，张忠敏，郑秋生.采区下山煤柱回收方法的研究与应用[J].华北科技学院学报，2003（01）.

[3]张学博，赵栋，郭飞鹏，刘佳佳，尚宾.低瓦斯矿井瓦斯综合治理技术研究[J].煤，2010（11）.

作者简介：赵勇（1982-），男，安徽淮南人，现任淮南矿业集团公司潘集第三煤矿通风防突科助理工程师，2010年6月毕业于安徽理工大学采矿工程专业。