浅谈预抽和高位抽放瓦斯技术的应用

张盛祥,邱明华

（长春东煤高技术股份有限公司,吉林 延吉 133000）

1 概况

31903工作面位于矿井西部3采区，工作面走向长1300m，工作面长180m，煤层平均厚度为2.8m，煤层倾角5～100。煤层直接顶为细砂岩，厚7.3m，老顶为粗砂岩，厚14m。因为火成岩的侵入，使煤层厚度的不均匀，并让火成岩的附近煤层受挤压后变得破碎，该工作面进、回风巷在掘进期间瓦斯掘进涌出量平均3.48～5.06m3/min。在31903工作面初采至25m之间，该工作面瓦斯涌出量5.0m3/min左右，在采至25m后，由于老顶来压，工作面涌出瓦斯突然增高，瓦斯涌出量达到11.62～16.84m3/min，周期来压时，工作面瓦斯和上隅角涌出量时高时低。

2 瓦斯流动规律的分析

根据回采工作面矿山压力规律的研究，随工作面回采，在工作面垂直方向上形成三个带,就是（1）冒落带；（2）裂隙带；（3）弯曲下沉带。在水平方向上形成三个区，就是（1）煤壁支撑区；（2）离层区；（3）重新压实区。这个受采动压力场影响形成的裂隙空间，便成为瓦斯流动通道。通过钻孔内的负压，加速了瓦斯的流动，提高抽出瓦斯效果。

31903工作面瓦斯最主要来自于下覆19b#煤层，在钻孔实施中，钻孔不仅要穿透19b#煤层，还要实现对煤层瓦斯的预抽和工作面超前抽放，即工作面离钻场还有一段距离时，能抽出高浓度瓦斯，这就说明煤层底板已有裂隙，成为瓦斯通道。这部分瓦斯显然是本煤层和下覆19b #煤受采动后形成瓦斯解吸。解吸的瓦斯又通过煤壁裂隙和底板裂隙流入抽放钻孔，使预抽和高位钻孔能抽到高浓度瓦斯。

工作面离钻孔较近时，抽放瓦斯浓度将变小，此时最好保留钻场，可以接上抽放管路，抽放上隅角瓦斯。

3 瓦斯抽放的方法

3.1 瓦斯巷预抽瓦斯

根据以往在国内其它矿井治理邻近层和采空区瓦斯的成功经验，结合开采煤层的赋存条件的工作面巷道布置情况，分析研究采用旁侧瓦斯巷治理邻近层和采空区瓦斯。该方法是在31903工作面回风巷旁侧30m处，延19#煤层或19b#开掘一条瓦斯巷。

（1）通过高压注水泵驱动水流压入煤层中，高压压裂后出现的裂隙，扩宽并伸展这些裂隙，进而在煤中产生更多的次生裂缝和裂隙，以便更好地形成大面积裂隙，增加煤层的透气性，转变瓦斯物理性质，同时增加煤体湿度，起到降尘作用。

（2）在瓦斯巷内施工钻孔进行抽放，通过开采层的采动影响所形成裂隙在抽放负压作用下截流邻近层涌出的瓦斯，同时将工作面采空区瓦斯抽走，降低采空区和邻近层向工作面瓦斯涌出，有效地解决上隅角瓦斯积聚和回风瓦斯超限问题。

图1 瓦斯巷抽放瓦期

3.2 高位钻孔抽放采空区瓦斯

高位钻孔是增加钻孔在裂隙带的有效长度，利用穿层钻孔抽放采空区裂隙带的高浓度瓦斯，提高抽放效率。

抽放方法是沿煤层顶板向采空区方向呈扇形打6～8孔深为100～150m钻孔，钻孔终孔距工作面顶板的距离在8～25m（随采高而变化），封孔后抽放裂隙带及邻近层瓦斯。

表1

图2 高位钻孔抽放采空区瓦斯

4 结束语

31903工作面通过瓦斯巷预抽瓦斯和高位钻孔抽放采空区瓦斯，工作面未发生过一起瓦斯超限事故，工作面回风流中瓦斯浓度在0.4%左右，工作面上隅角瓦斯浓度最高0.9%，平均瓦斯浓度0.6%左右。实践证明，我们采用瓦斯巷预抽瓦斯和高位钻孔抽放采空区瓦斯方法，是解决高瓦斯矿井回采工作面瓦斯超限的有效方法。