高位走向钻孔取代高抽巷在新集矿区高瓦斯工作面的应用

王 涛

（国投新集能源股份有限公司新集二矿,安徽 淮南 232180）

1 工作面概况

210106工作面西起2101采区运煤上山，东至1上煤层阜凤下夹片断层80m防水煤柱线，北邻210108工作面采空区（该工作面2014年1月已采毕），南到1上煤-570底板等高线附近，南部为1煤组未动用区；上距4-1煤层平均85.2m，上部4煤、5煤煤层较薄均未回采，6煤、8煤已采毕；下距太原组一灰平均18.4m。

工作面区域内：1上煤煤层倾角在1～21°，平均10°，局部受地质构造和冲刷作用影响倾角较大，煤层坚固性系数f=0.78～1.43，局部较小。1上煤厚度0～6.8m，可采段平均4.1m。上距4-2煤76.30～96.20m，平均85.2m。顶板岩性主要为巨厚层状砂岩，局部顶板岩性为粉细砂岩或砂质泥岩，伪顶一般不发育。

1煤煤层倾角在1～21°，平均10°，局部受地质构造和冲刷作用影响倾角较大，煤层坚固性系数f=0.78～1.43，局部较小。工作面内1煤层厚度基本稳定，厚度0～9.0m，平均3.8m。上距1上煤0～1.5m，平均1.0m。

210108工作面与210106工作面在同一采区同一翼，210108工作面位于210106工作面下侧。

2 高抽巷抽采效果

（1）高抽巷布置。沿工作面上方走向布置1条巷道，巷道内错风巷约20m，布置在煤层顶板30m～34m范围内，巷道宽3m、高2.4m，采用锚网支护。考虑到高抽巷的作用原理，即在高负压作用下，抽采出沿裂隙进入高抽巷的开采煤层和邻近煤层的瓦斯，确保高抽巷封闭严密，高抽巷封闭时采用防爆墙式封闭[1]（两道瓦石墙间隔5m，瓦石墙中间充填黄泥）。

（2）工作面瓦斯治理措施。210108工作面回采期间主要采取抽采措施为：底抽巷施工穿层钻孔抽采、高抽巷封闭抽采、上隅角埋管抽采、风巷及机巷顺层钻孔抽采治理工作面瓦斯。

（3）高抽巷抽采效果。210108工作面回采时间为2012年12月～2013年12月，回采期间绝对瓦斯涌出量在12.3m3/min～25.62m3/min,平均瓦斯涌出量为19.23m3/min,其中：底抽巷封闭抽采、高抽巷封闭抽采、上隅角埋管平均抽采、风巷顺层钻及机巷顺层钻孔平均抽采纯流量分别为：6.9m3/min、5.62m3/min、0.41m3/min、0.85及0.31m3/min，平均风排量为5.28m3/min。底板巷封闭抽采、高抽巷、上隅角埋管抽采及顺层钻孔抽采占瓦斯涌出量比例分别为：33%、28%、2%及6%。在工作面回采前期，煤层顶板未垮落时，高抽巷抽采效果不佳，随着工作面的推进,裂隙形成越好,抽采效果越明显，回采期间工作面回风流瓦斯浓度在0.2%～0.42%，有效的治理工作面瓦斯。

3 高位钻场高位走向钻孔抽采效果

（1）高位钻场布置。210106作面切眼以外350m范围内实验高位钻孔施工走向钻孔代理高抽巷治理工作面瓦斯。风巷每50m布置一个高位钻场。

（2）高位钻孔布置。在高位钻场内施工12个钻孔，控制到210106风巷以北平距30m，煤层顶板30-60m范围内。每个钻场之间钻孔压茬距20m，每个钻场布置2排钻孔，分别控制前方50m及80m。

（3）工作面瓦斯治理措施。210106工作面回采期间主要采取抽采措施为：底抽巷施工穿层钻孔抽采、高位走向钻孔卸压抽采、上隅角埋管抽采、风巷及机巷顺层钻孔抽采治理工作面瓦斯。

（4）高位走向钻孔抽采效果。210106作面切眼以外350m采用风机巷顺层钻孔预抽、底板巷穿层钻孔、顶板走向钻孔及上隅角埋管抽采治理工作面瓦斯。工作面于2014年2月7日开始试生产，至4月22日已推进189m。从3月1日底板巷及走向钻孔完全发挥作用统计瓦斯数据看，初采期间绝对瓦斯涌出量在9.34m3/min～19.87m3/min,平均瓦斯涌出量为15.56m3/min。截水巷封闭抽采、高位走向钻孔抽采、上隅角埋管抽采、及顺层钻孔抽采占总抽采量比例分别为：29%、26%、2.8%及3.3%。

工作面回采前期，煤层顶板未充分卸压，钻孔抽采效果不理想，随着采动影响钻孔抽采量逐渐增加。工作面回采期间，回风流瓦斯浓度在0.3%～0.39%，有效的治理工作面瓦斯。

4 高抽巷抽采效果与高位走向钻孔抽采效果比较

210108工作面与210106工作面在同一采区同一翼，且工作面相邻，工作面地质条件基本相似，工作面瓦斯治理措施除高抽巷与高位走向钻孔不同外其余均相同。

随着工作面推进,采空区抽采系统逐渐发挥作用,瓦斯抽放量显著增加,而风排瓦斯量却相对减少了,其原因是此时的采空区顶板裂隙形成充分,瓦斯的排采由以风排为主逐渐的转变为以采空区抽采为主,采空区内的瓦斯向工作面流量较少[2]。210108工作面回采期间回风流瓦斯浓度在0.2%～0.42%，210106工作面回采期间回风流瓦斯浓度在0.3%～0.39%。

5 结束语

通过以上比较，高抽巷抽采量占工作面瓦斯涌出总量28%，高位钻孔抽采量占工作面瓦斯涌出总量26.3%，采用高位走向钻孔可以满足高瓦斯工作面瓦斯治理需要。

在采用高位走向钻孔治理工作面瓦斯时，可以适当增加钻孔内钻孔数目，并合理调整抽采负压，使高位钻孔抽采量最大化。在设计高位走向钻孔时，需合理设计钻孔终孔位置，使终孔在煤层顶板垮落带内。

[1]周正乾.利用增压控制采空区善后处理时的瓦斯涌出[J].煤矿安全,1992(03).

[2]撒占友.戊-21191综采工作面采空区及下隅角瓦斯分布规律研究[J].煤矿安全,2001(10).

[3]张海权.大直径高位钻孔代替高抽巷抽采瓦斯的研究[J].煤炭科学技术,2012(06).

[4]孙荣军.顶板近水平长钻孔替代闭式高抽巷进行瓦斯抽放的试验研究[J].煤田地质与勘探,2015(05).