王坡煤矿综采工作面瓦斯治理技术

姚鹏飞

(山西天地王坡煤业有限公司，山西 晋城 048021)

1 工作面基本情况

王坡煤矿3310工作面位于三采区四条集中巷南侧，停采线为南集中回风巷往南245 m，停采线以里走向长度1 996 m，采用综采放顶煤开采方式，目前已经回采了13个月，回采面推进1 216 m，生产原煤超过120万t。根据瓦斯测定结果，工作面煤层瓦斯含量为6.46～15.62 m3/t，平均瓦斯绝对涌出量6.56 m3/min，相对瓦斯涌出量为2.06 m3/t，抽采钻孔百米钻孔流量在0.15 m3/min左右，矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，经鉴定煤层不具有煤与瓦斯突出危险性。3310综放工作面采用“U”型通风方式，风量为2 692 m3/min。虽然采前先期施工顺层钻孔对工作面瓦斯进行了预抽，但由于抽采系统能力不足，预抽效果欠佳，采空区、上隅角等仍存在瓦斯超限现象，必须进一步采取措施加以治理。

2 瓦斯治理模式

3310综放工作面瓦斯治理模式的核心是：在预抽达标的情况下利用边界回风巷采用“卸压带抽采+上隅角插管+横川埋管抽采”治理瓦斯，瓦斯抽采示意如图1所示。把与3310回风巷平行的3308运输巷(先作为3310的专用抽采巷)与采区边界回风巷连接，每隔60 m从专用抽采巷道用联络巷(横川)与3310回风巷贯通，或者每隔5～10 m用大直径钻孔与3310回风巷贯通。3310工作面推进后，3308运输巷(专用抽采巷)通过横川(或者大直径钻孔)与3310工作面采空区连通，形成新系统。每个横川(或者大直径钻孔)内安装1趟D426 mm瓦斯抽采管路，一端与瓦斯抽采巷道的D630 mm瓦斯抽采管路相连，另一端铺向3310采空区。随着回采面推进，对不断变化的采空区密闭埋管和上隅角插管进行动态瓦斯抽采。

2.1 采空区瓦斯抽采

首先将距工作面最近的横川(或距回采工作面约60 m处大直径钻孔)预埋的D426 mm抽采管路与3308运输巷的D630 mm抽采支管对接，对接时使用D426 mm抽采软管和D426 mm短节进行连接。工作面往南60 m范围开始与采空区相连的横川(或者大直径钻孔)必须保持至少3个处于正常抽采状态。如果瓦斯抽采浓度小于5%时，可适当降低横川(或者大直径钻孔)抽采混合流量，一般地，依次由北向南对瓦斯抽采浓度小于5%的横川(或者大直径钻孔)降低抽采混合流量或者关闭[1-2]。

2.2 上隅角瓦斯抽采

从3310回风巷距工作面最近的横川口的D426 mm管路未端向上隅角安装1趟D426 mm抽放软管并插入上隅角综采支架后2～3 m，插入管路距离巷道底板1.5～2 m。随着工作面回采推进，在上隅角位置每间隔4 m采用编织袋装沫煤压实后，堆叠一堵厚度不小于1.5 m的密闭墙，密闭完成后用风筒布覆盖，四周用化学浆喷严，保证能完全与采空区隔断。同时在3308运输巷将对应横川(或大直径钻孔)的D426 mm抽放管路与D630 mm瓦斯抽放管路连接，如此完成上隅角插管抽采。如果周期来压或者瓦斯涌出异常，要加强上隅角插管抽采[3-4]。

2.3 卸压区域瓦斯抽采

3310工作面事实上还存在着抽采空白带和抽采薄弱带，采取抽采工作面煤壁前方卸压区域的瓦斯消除这个问题。经观察，3310工作面煤壁前方卸压区域一般在工作面煤壁前方3～60 m。在这个卸压区域，煤层透气性呈现上千倍的增长，非常有利于瓦斯抽采。通过工作面两巷道D377 mm(或D457 mm)预抽瓦斯管路最未端堵盘上预留的两个D80 mm短接，向工作面方向安装两趟D76 mm煤矿井下抽放瓦斯用橡胶连接软管(以下简称“D76 mm抽放软管”)，与卸压区域的抽放钻孔(距工作面5～60 m范围钻孔)分别间隔连接进行抽放，钻孔与两趟D76 mm抽放软管要平均连接。距工作面5 m范围内的钻孔不抽后，要及时拆除并封堵严实[5]。

3 瓦斯治理效果分析

为了分析工作面瓦斯治理效果，统计了回采期间工作面回风流和边界巷瓦斯浓度，见表1。

表1 3310工作面回风巷及边界巷瓦斯浓度统计

由表1可以看出，3310工作面回采期间边界巷瓦斯浓度为0.42%～1.37%，边界巷实际起到了尾巷的作用，但边界巷的瓦斯浓度比规程要求的尾巷瓦斯浓度低一些，在边界巷的安全性高一些，但在横川和大直径钻孔里面的瓦斯浓度较高。回风巷风流瓦斯浓度为0.36%～0.67%，上隅角也没有瓦斯超限，满足了工作面安全生产的要求。

4 结 语

王坡煤矿3310综采面在完全U通风方式下利用边界回风巷采用“横川埋管抽采+上隅角插管+卸压带抽采”的瓦斯治理模式，取得了良好的效果，有效防治了瓦斯事故的发生。对类似条件的工作面瓦斯治理有一定的借鉴意义。