高瓦斯矿井瓦斯综合治理技术实践

李法海

（山西煤炭运销集团长治有限公司，山西 长治 046000）

福达煤矿8号煤层二采区工作面瓦斯浓度的升高，严重威胁井下安全生产和高产高效。福达煤矿针对本煤层与采空区瓦斯涌出的现状，从邻近层、本煤层、采空区、上隅角四个方面综合治理，降低了工作面瓦斯浓度。

1 矿井工作面的瓦斯概况

福达煤矿80208工作面处于+1060水平，位于井田8号煤层二采区。工作面标高+929m～+991 m，回风顺槽高，运输顺槽低，平均落差28m。走向长度1273m（可采推进长度1091.5 m），倾向长度160 m，面积203680 m2。工作面按真方位角34°布置。8号煤层相对瓦斯涌出量25.08m3/t，绝对瓦斯涌出量23.74m3/min。矿井总进风量4671m3/min，矿井通风阻力1520Pa。8号煤层透气系数0.014 m2/MPa2·d，煤层百米钻孔瓦斯涌出量0.048 m3/min·hm，煤层百米钻孔瓦斯涌出衰减系数0.018d-1。原煤瓦斯含量7.82m3/t，残存瓦斯含量3.35m3/t。

2 矿井瓦斯的抽采系统

瓦斯抽采泵站的分布及参数，如表1所示。

表1 瓦斯抽采泵站的分布及参数

2.1 邻近层的高位钻场瓦斯抽放

高位抽放钻场间距40 m，每个钻场内按9°～11°向顶板裂隙带打深130 m的高位钻孔7个，呈扇形布置，孔径113 mm。老顶初次来压形成裂隙带后，随着采动影响，离层区内岩石破碎，促使采空区瓦斯向上运移及邻近层受压解吸瓦斯，钻孔抽放量增大。管道内混合气体流量平均24.5 m3/min，瓦斯浓度51%，高位钻场有效阻截了向工作空间运移的瓦斯，降低了上隅角的瓦斯浓度。

图1 邻近层瓦斯抽放简图

2.2 本煤层的瓦斯预抽

8号煤层透气性系数小于0.1m2/MPa2·d，属于较难抽放煤层，根据预抽经验，应采取密集钻孔抽放，预抽时间不小于180d。利用瓦斯抽放管路可在工作面回风顺槽打顺层抽放钻孔，对本煤层瓦斯预抽，钻孔间距2 m，钻孔深度80 m，封孔深度6 m，管路平均流量稳定在0.463 m3/min，瓦斯浓度稳定在18%～23%之间。本煤层的预抽，降低了煤层内瓦斯含量，从而降低了生产中瓦斯涌出量，保证了工作面的安全生产。如表2所示，见图2。

2.3 采空区的瓦斯抽放

回采工作结束后，采空区内仍有大量瓦斯，若不及时对密闭的采空区进行抽放，就会导致大量的游离瓦斯涌向下一个采掘工作面，使其瓦斯含量增加。故在采空区密闭墙后安设抽放管路，使采空区瓦斯在负压下，经抽放管抽出。采空区密闭墙插管抽放瓦斯，是解决采空区瓦斯向外涌出的一项有效措施，但要密闭墙密闭性好，才能保证抽放瓦斯的浓度。密闭墙两端用普通建筑用砖砌成，里外围墙，厚度不小于0.5m。为保证密闭性，要将巷道四周墙壁挖出深约0.5 m的槽沟，将建筑用砖镶嵌进去，中间留有不小于2 m的空间再用黄土夯实，密闭墙总厚为3.0m，并将瓦斯管放在闭墙上部。未抽放前要用堵盘将瓦斯管外口堵严，以免向外泄漏瓦斯。

表2 高位钻孔与本煤层钻孔的抽放数据

图2 本煤层与采空区瓦斯抽放简图

2.4 上隅角的瓦斯抽放

由于风流在上隅角处的方向突然改变，风流流向外侧产生涡流流态，采空区内瓦斯受风流传播和扩散的双重作用，致使采空区涌出的高浓度瓦斯在此处积聚。故在采煤工作面上隅角安装的抽采管路距上隅角30 m时，将伸缩负压风筒与上隅角抽采管路连接，并将风筒伸向上隅角位置。在回采工作面液压支架移动前，要对上隅角加强支护，打设2～3根木支柱，防止上隅角顶板冒落，给上隅角抽放创造好抽放空间，后用汽包封闭上隅角，才可取得良好抽放效果。

3 结束语

福达煤矿从四个方面综合治理80208工作面瓦斯，降低了回采工作面的瓦斯涌出量和上隅角的瓦斯浓度，解决了瓦斯超限影响工作面回采进尺，提高了煤炭产量。这对高瓦斯矿井深部煤层的瓦斯治理是个宝贵经验。

[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社,1990.

[2]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社,2007.

[3]俞启香.矿井灾害防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社,2008.

[4]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术术[M].北京：煤炭工业出版社,2001.

[5]林柏泉，张建国.矿井瓦斯抽放理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社,1996.