综采工作面走向高抽巷大直径钻孔治理瓦斯的实践研究

王鑫 李光友 康晓波

摘 要：本文通过分析综采工作面瓦斯涌出来源及规律，通过比较分析邻近工作面走向高抽巷和9813工作面走向高抽巷配合大直径钻孔在初次来压老顶破断之前的瓦斯抽采效果，证明大直径钻孔配合高抽巷可以有效解决综放工作面初采期间的瓦斯问题。

关键词：走向高抽巷;大直径钻孔;瓦斯治理

1工作面概况

开元公司9813工作面位于9#煤二水平八采区，标高776～794m，煤层埋藏深度347～426m，煤层厚度5.2m～6.1m，平均5.4m。9813工作面以北是9406已采区，东部9#煤八采区回收面未采，南靠9711已采区，西接9#煤八采区系统巷和9804采空区，上方3#煤未采。

本工作面大部处于8、9号煤合并区，停采线以西103m范围存在8、9#煤分叉区，分叉区层间距最厚2.2m，参考邻近工作面9711综采工作面正常生产期间，预计9813工作面瓦斯含量及瓦斯压力随着深度的增加由北向南逐渐增大;预计工作面瓦斯含量4.6～5.3m3/t，瓦斯压力0.25～0.29MPa，预计瓦斯绝对涌出量为45m3/min。

工作面共布置进风巷、辅助运输巷、回风巷、抽采措施巷、配风巷、走向高抽巷5条巷道，其中，工作面走向高抽巷布置在3号煤层，其余巷道布置在9号煤层，两层煤层间距达到40米左右。工作面采用“三进两回”的通风方式，即进风巷、辅助运输巷、配风巷为工作面进风，回风巷、抽采措施巷为工作面回风。工作面总配风量约为 2188m3/min，主要采用走向高抽巷、抽采措施巷配合本煤层普通瓦斯顺层钻孔解决瓦斯问题。

2瓦斯涌出来源及规律分析

首先，在工作面回采过程中，随着煤岩体的破坏，破碎的煤体、采煤工作面和采空区会涌出卸压瓦斯气体，这是瓦斯产生的主要因素;其次，随着工作面向前推进，受采动影响原岩应力重新达到平衡状态，在此过程中，工作面围岩裂隙发育导致瓦斯释放，本煤层上下邻近层产生若干岩层裂隙带，释放的瓦斯通过裂隙带气体通道涌入采煤工作面;最后，矿井的U 型通风方式导致工作面的一小部分漏风流进入到采空区，随着工作面的向前推进，工作面后方采空区区域越来越大，风流会带出大量的采空区瓦斯，同时在整个工作面中，从进风侧至回风侧，负压逐渐增大，回风巷口负压达到最大，所有工作面及采空区瓦斯都涌入工作面回风侧，聚集至回风巷上隅角随着回风巷风流一起排出。

3走向高抽巷抽采效果

开元公司常用的治理瓦斯的方法主要是瓦斯抽采巷配合本煤层、邻近层普通瓦斯钻孔。根据临近9711综采工作面开采实践经验，高抽巷抽采采空区瓦斯能够有效治理采空区回风侧的高浓度瓦斯，缓解工作面生产时大量采空区瓦斯涌入上隅角，造成上隅角瓦斯浓度超限的问题，使得矿井能够安全正常高效的生产。

邻近9711综采工作面根据现场实测得出，工作面推进25 m时，瓦斯涌出量为2～7m3/min;工作面推进25～28m左右时，伴随着工作面直接顶开始垮落，邻近层瓦斯开始沿裂隙带涌出，工作面瓦斯涌出急剧增加，达到9～19m3/min;在工作面推进29～43m左右时，工作面老顶第一次垮落，随着邻近层瓦斯的持续大量涌出，达到工作面初采期间瓦斯涌出量最大值17～35m3/min，造成工作面回风流特别是上隅角瓦斯浓度达1.5%以上，给工作面的安全生产带来极大的不安全隐患。

通过实测瓦斯参数可知，工作面初采期间，由于走向高抽巷与工作面切巷没有通道，导致高抽巷无法发挥其抽采作用，工作面出现了瓦斯异常涌出现象，直至工作面初次来压老顶逐步垮落后，高抽巷与工作面通过围岩裂隙连通，高抽巷才能起到抽采瓦斯的作用，工作面瓦斯浓度基本稳定在0.5%以下。

4后高抽巷大直径钻孔抽采效果实践

为解决工作面初采期间的瓦斯隐患，走向高抽巷可以及时抽采瓦斯，9813工作面采用后高抽巷配合大直径钻孔解决工作面初采瓦斯的问题，如图1所示。在工作面切巷后部上方15米層位施工一条瓦斯抽放巷，与走向高抽巷连通，然后在切巷上方依次施工5个大直径钻孔，1号孔直径1.5m，与切巷直接贯通，其余钻孔直径为244mm，施工至煤层上方5米层位，这样利用大直径钻孔与工作面采空区的联通形成抽放瓦斯通道，工作面初采期间，走向高抽巷可以及时发挥其抽采作用，工作面围岩瓦斯、邻近层瓦斯都可以通过钻孔导入走向高抽巷。

图1  9813走向高抽巷钻孔示意图

实践证明，走向高抽巷采用大直径钻孔配合抽采后，首孔抽采混合量达到 210 m3/min，通过对回风巷上隅角瓦斯浓度的监测显示，如图2所示，初采期间，上隅角瓦斯浓度保持在0.4%～0.6% 之间，相较未提前连通高抽巷时，瓦斯抽采效果明显，瓦斯浓度始终维持在较低水平。

图2 抽采效果对比示意图

5 结束语

开元公司9813综采工作面使用大直径钻孔配合走向高抽巷的技术方案，高抽巷与工作面切巷在初采期间通过钻孔连通，在初次来压老顶破断之前，即可发挥工作面走向高抽巷抽放瓦斯的作用，成功的解决综放工作面初采期间的瓦斯问题，说明大直径钻孔配合高抽巷解决综放工作面初采期间的瓦斯问题是可行的。

参考文献：

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作者简介：

王鑫（1987-），男，山西晋中人，2013年毕业于中国矿业大学矿业工程专业，硕士研究生毕业，工程师，研究方向：采煤技术.