2145工作面瓦斯综合治理技术研究及应用

陈艳明

摘 要：随着开采深度的不断延伸，瓦斯成为制约生产的主要因素，以往工作中针对顶分层工作面瓦斯治理技术单一、但效果不甚理想，因此，针对今2145主采工作面进行了综合瓦斯治理技术研究，针对工作面回采过程中不同区域瓦斯涌出特点制定了综合技术方案。

关键词：2145 工作面 瓦斯 技术研究

中图分类号：F272.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0064-01

我矿针对今2145主采工作面进行了综合瓦斯治理技术研究，针对工作面回采过程中不同区域瓦斯涌出特点制定了综合技术方案，即上隅角采用大管径埋管瓦斯抽放、顶板高位抽放巷裂隙带瓦斯抽放、回采期间卸压带瓦斯抽放，具体实施情况如下。

1 工作面概况

1.1 工作面基本情况

2145工作面为214采区东翼第三个工作面，工作面西部为2143工作面采空区，东部为30采区边界实体煤，南部临近6F5断层，北部为2146工作面实体煤。工作面内煤层赋存稳定，煤层走向方位角3°～21°，煤层倾角21°～28°，平均倾角26°，煤层平均厚度为8.39 m，煤层底板标高为-295～ -422 m；工作面平均采深547 m。

1.2 瓦斯赋存情况

根据河南理工大学于2006年10月份在2145底抽巷距二车场开口130 m位置测定了2145工作面原始瓦斯含量，测定结果为12.97 m3/t，工作面具有煤与瓦斯突出危险性。2145工作面瓦斯抽采半径2.73 m。2145工作面煤炭储量为33.84万t，瓦斯储量约为438.9万4m3。

1.3 采前瓦斯防治措施

由于六矿所采煤层为单一煤层，没有保护层可开采，采前通过在45底抽巷布置穿层钻孔和工作面上、下顺槽布置密集顺层抽放钻孔预抽工作面回采区域瓦斯。

工作面上顺槽设计下向钻孔两排，共计个21钻场，378个钻孔。钻孔平均深度60 m，钻孔工程量22680 m，钻孔于2012年3月份开始施工。下顺槽设计上向钻孔两排，共计个19钻场，190个钻孔，钻孔工程量14250 m，后又在下顺槽双排钻孔的基础上设计第三排抽放钻孔，共计个19钻场，190个钻孔，钻孔工程量14250 m。钻孔平均深度75 m，根据鹤煤集团工程技术研究中心测定该工作面瓦斯含量报告数据，残余瓦斯含量最大值为7.69 m3/t。

2 回采期间瓦斯综合治理措施

2.1 上隅角治理技术措施

上隅角瓦斯主要由采空区涌出，瓦斯量相对较大，我矿在上顺槽敷设16寸螺旋钢管一趟，每隔3 m管路加装1个三通，管路端头焊接一个高1.5 m，宽1.5 m的10寸干字型管，干字形管瓦斯进气口加装栅栏以防止高负压抽放期间杂物进入主管路内，工作面推至干字形管前在该位置打设木垛。上隅角瓦斯抽放系统由北七瓦斯泵站1号泵带抽，瓦斯泵型号为2BEC-52，抽放能力200 m3/min，由于采用了大功率瓦斯抽放设备、大直径瓦斯抽采管路，抽出瓦斯浓度、瓦斯抽放量大幅度提高。抽放浓度达到4%，抽放混量达到107 m3/min。由相比其他工作面上隅角瓦斯抽放，抽放浓度提高了2%～3.5%，抽出混量提高了30～40 mm3/min。

2.2 顶板高位抽放巷裂隙带瓦斯抽放

顶抽巷裂隙带瓦斯抽放的机理是工作面回采过程中会导致顶板岩层卸压，并在采空区形成瓦斯流动和运移的“O”型圈裂隙带，由于瓦斯分子重量低，相当一部分瓦斯在浮力作用下沿裂隙带向高位置移动，顶板高位抽放巷的作用就是以工作面回采采动压力所形成的顶板裂隙作为通过来抽放工作面煤壁及采空区涌出的瓦斯。2145顶板抽放巷平行回风顺槽布置，平距22 m，巷道底板距二1煤层顶板25 m，由三水平回风暗斜井开口掘进，巷道总工程量826.62 m，采用锚网喷支护，巷道规格2.6 m×2.4 m，净断面积5.51 m2。由于2145顶板巷距离2145切眼较远（约60 m），在2145工作面初采期间无法实现高位裂隙抽放，瓦斯涌出量预计较大，为防治出现局部瓦斯聚集，采空区瓦斯涌出异常现象，保证2145工作面初采期间安全生产，在2145顶板抽放巷窝头处设计了高位裂隙钻孔，钻孔设计两排共12个，通过钻孔对初采期间采空区瓦斯进行预抽。顶板高位抽放巷裂隙带瓦斯抽放由北七瓦斯泵站2号泵带抽，瓦斯泵型号为2BEC-52，抽放能力200 m3/min，初采期间抽放浓度达到10%～12%，抽放混量160 m3/min，目前抽放情况为抽放浓度2%，抽放混量120 m3/min。

2.3 卸压带瓦斯抽放

卸压带瓦斯抽放的机理是工作面在回采过程中，煤体的应力平衡被打破，为趋于新的平衡，工作面前方煤体应力会重新分布，一定范围内的煤体应力降低、裂隙沟通致使煤层透气性增加，而钻孔的瓦斯抽放量不仅与抽放时间有关，而且主要取决于煤层透气性，随着工作面向前推进，其前方一定范围内煤体卸压，煤体裂隙进一步沟通，吸附瓦斯向前游离的转化加大，即处于采动影响卸压范围内，钻孔瓦斯抽放量必然出现新的提升。为进一步提高工作面瓦斯治理效果，回采期间我矿在距工作面20～50 m范围内进行了卸压带瓦斯抽放，且保证了卸压带范围内使用有钻孔施工并抽放。由于上顺槽采前已施工大量抽放钻孔，为提高卸压带钻孔抽放负压，我矿将卸压带范围内钻孔带抽至移动泵站，目前由北七泵站1号泵担负抽采任务，现抽放浓度15%，抽放负压15 kPa，抽放纯量0.82 m3/min。

3 结论

由于采取了切实可靠的瓦斯综合治理技术措施，工作面回采至今未发生一次瓦斯超限事故，瓦斯治理效果明显，工作面瓦斯浓度基本稳定在0.12～0.25%之间，回风浓度保持在0.24～0.3%左右，通过工作面瓦斯综合治理措施的采取，工作面月平均单产达到了5.2万吨以上，经济及社会效益显著。

参考文献

[1] 于不凡，王佑安.煤与瓦斯灾害防治及利用技术手册[S].北京：煤炭工业出版社，2000.

[2] 袁亮.松软低透煤层群瓦斯抽采理论与技术[M].北京：煤炭工业出版社，2004.endprint