高抽巷瓦斯抽采在采煤工作面瓦斯治理中的应用

郑少英 张晓辉

摘 要：近年来，随着开采深度不断延深，矿井压力及煤层瓦斯含量急剧增加，瓦斯超限、煤与瓦斯突出日益加重。上隅角采空区瓦斯抽采是工作面瓦斯防治的一项主要区域瓦斯治理措施，随着保护层工作面的增多，保护层工作面随着回采被保护层瓦斯大量涌出，不利于工作面瓦斯管理。所以必须进行抽采技术的研究，如何增加有效抽采量，提高抽放效果，确保安全生产。因此，本篇文章针对高抽巷瓦斯抽采在采煤工作面瓦斯治理中的应用进行讨论。

关键词：高抽巷 瓦斯抽采 采煤工作面  瓦斯治理 应用

一、工作面概况

己15-31040工作面位于三水平己一采区西翼上部，南部为己15-31020机巷，北为实体煤，东为三水平回风下山，西为四、五矿井田技术边界。标高在-674～-591m，垂深在848～995m。

为治理保護层工作面瓦斯，在己15-31040风巷顶板7m处，内错平行风巷布置己15-31040风巷高抽巷，贯穿整个回采工作面。巷道中对中22m，净岩柱（平距）17.2m，高抽巷走向长度1180m，设计断面为梯形，锚网支护，采用4800mmx2800mm。同时保持距己15煤层顶板不小于5.5m净岩柱。

二、工作面瓦斯来源

己15-31040采面为保护层回采工作面，回采时工作面瓦斯主要来源于本煤层和下覆己16-17被保护层煤层解析瓦斯， 根据保护层开采效果考察分析情报告，己15煤层采煤工作面下覆的己16-17煤层通过保护层开采后瓦斯涌入到回采工作面的瓦斯量达到80%以上，剩余为本煤层瓦斯涌出、采空区遗煤瓦斯涌出。

三、工作面系统设计

1、抽放系统

己15-31040保护层回采工作面主要采用上隅角埋管抽放方式，风巷敷设一趟Φ500和一趟Φ300两趟抽放管，Φ500抽放管由三水平2#抽放泵站一台2BEC62型抽放泵抽放，吸气量为355m3/min;Φ300抽放管由三水平1#抽放泵站一台2BES52型抽放泵抽放，吸气量为260 m3/min，抽放泵均为一备一用。

2、抽放泵实际抽放能力

根据四矿井上、下瓦斯抽放泵站安装瓦斯泵的功率、真空度等参数、抽放管管径、长度计算抽放管抽放流量：

经计算：三水平1#泵站抽放泵站两台2BES52型抽放泵抽放风巷Φ300mm抽放管，瓦斯泵额定吸气量流量260m3/min，实际抽放流量160m3/min，抽放瓦斯浓度为2.3～2.9%，抽放纯量2.99m3/min;

三水平2#抽放泵站两台2BEC62型抽放泵，抽放采面Φ500mm抽放管，瓦斯额定吸气量为355m3/min，抽放泵抽放流量230m3/min，抽放瓦斯浓度预计为3.4～3.8%，纯量8.28m3/min;

四、工作面瓦斯抽采工艺

利用高抽巷瓦斯抽采巷必须合理确定其与风巷间的联络川位置，当采面推过联络川时，用阻燃编织袋将联络川以里的高抽巷道封堵，并用黄泥抹面，使高抽巷漏风始终处于低压，从而使采空区大量高浓度瓦斯涌入高抽巷。高抽巷留有二趟直径500mm的抽放管，由三水平1#、2#抽放泵站大功率抽放泵抽放高浓度瓦斯。确保高抽巷抽采的瓦斯浓度在2.0%以上。抽放方式如下图。

为满足工作面瓦斯抽采需要，从风巷高抽巷在敷设两趟瓦斯抽放管路至风巷，一趟Φ300mm抽放管和一趟Φ500mm螺旋管埋管共同抽放己15-31040上隅角瓦斯。抽放管路安装前，在管路上预先开放两个300×300mm天窗，天窗用皮子加鲁王胶包裹严密，并用铁丝捆扎，保证皮子不脱落。

五、采面瓦斯抽采量计算：

1、采面上隅角Φ300mm抽放管抽放混合量为122m3/min，抽放浓度平均为3.49%，抽放纯量：

Qmc1=122×3.49%=4.2578m3/min

2、采面上隅角Φ500mm抽放管抽放混合量为215m3/min，抽放浓度平均为4.5%，抽放纯量：

Qmc2=215×4.5%=9.675m3/min

3、风巷高抽巷抽放混合量为32m3/min，抽放浓度平均为3.5%，抽放纯量：

Qmc2=32×3.5%=1.12m3/min

4、工作面总抽放纯量：

Qmc= Qmc1+ Qmc2=4.2578+9.675+1.12=15.05m3/min

（5）风排瓦斯量

该工作面机巷进风量1864m3/min，进风流瓦斯浓度0.02%，经风流带入瓦斯量1864×0.02%=0.372m3/min。

风巷回风量1525 m3/min，回风流月平均瓦斯浓度0.45%，则风排瓦斯量1525×0.45%=6.86m3/min，减去进风流带入瓦斯量，则风排瓦斯量Qmf=6.86-0.372=6.488m3/min.

按公式计算：

经计算，己15-31040采煤工作面瓦斯抽采率为69.87%。

结语：通过高抽巷瓦斯抽采的应用来达到解决上隅角采空区瓦斯超限的威胁，瓦斯抽采总量不低于65%以上，工作面回风流瓦斯浓度控制在0.3%以下，平均月产比没有高抽巷抽采的采面多3万吨以上，达到了工作面安全高效生产的目的。

作者简介：

郑少英，男，河南平顶山人，2009年参加工作后，一直从事煤矿瓦斯抽采、防突工程的研究和应用。