112105综采工作面动压区瓦斯抽采规律探索与应用

李志君 杨成意 焦亚顶

摘 要：随着矿井综合机械化水平的提高和开采深度的增加，矿山压力越来越大、煤炭资源日趋枯竭、老巷逐渐增多。为了最大限度地回收煤炭资源，深部煤柱回收、大巷跨采和抽采等特殊开采方法成为缓解深部产量压力、实现老矿井可持续发展的重要措施。而实践表明：瓦斯抽采综合治理技术效果良好，解决了工作面回采期间瓦斯涌出量大的问题，保障了工作面的安全生产。采用合理科学的方式进行抽采作业也是矿产企业在发展过程中需要密切注意的方向。基于此，本文通过对煤矿112105综采工作面瓦斯抽采规律及应用展开论述和探索。

关键词：动压区;瓦斯抽采规律;探索与应用

引言

采煤工作面开采过程中，围岩破坏导致煤层之间含有的瓦斯气体被释放，聚集在工作面的角落和采空区，瓦斯浓度持续上升，严重威胁到工作面的安全生产。解决工作面上角和采空区瓦斯超限问题是实现高产高效采煤的重要措施。近年来，我国增加煤矿瓦斯灾害防治工作，在瓦斯综合治理排水利用领域取得了重大进展和成果。

1 矿井基本概况

登封市金星煤业有限公司（以下简称金星煤业）位于登封市颍阳镇境内，隶属于河南豫联煤业集团有限公司，为股份制民营企业，证照齐全有效。设计生产能力30万吨/年，井田面积1.4675km2。矿井属煤与瓦斯突出矿井，绝对瓦斯涌出量8.33m3/min，相对瓦斯涌出量18.6m3/t;主采二1 煤层，采取了开采一7煤层下保护层区域防突措施，同时布置底板岩巷施工穿层钻孔抽采二1煤层卸压瓦斯进行瓦斯综合治理。一7煤层平均厚度0.5m，煤层倾角平均28°，经鉴定为低瓦斯煤层;二1煤层平均厚度5.5m， 煤层倾角平均28°，为突出危险煤层;一7煤层、二1煤层均属Ⅲ类不易自燃煤层，煤尘具有爆炸危险性。

2 工作面保护层开采情况

112105综采工作面位于原1705保护层工作面上部，由于开采时间久远，当时回采具体情况不详，因此在112105综采工作面回采过程中不能及时有效的掌握具体瓦斯涌出情况，为了掌握在回采过程中瓦斯的变化和相应的处理措施，在回采的过程中由防突科和技术科联合共同探索和研究在回采过程中的瓦斯变化和相应的处理措施。

3 工作面概况

112105 综采工作面地面位于矿井东部，相对地面标高+523m～+580m，地表位于丘陵山包地段，大致北高南低，无建筑物。西起11采区辅助运输上山，东至11采区轨道上山。南临原金星煤矿采空区，北部为未开采区域。

112105综采工作面位于矿井11采区西翼，设计走向长度380米、倾斜长度115米，煤层倾角平均28°，工作面标高+176～+238m，采用走向长壁后退式采煤方法，平均煤厚5.5m，工作面下巷采用U型钢支护，上巷采用工字钢支护，工作面使用ZF3600/16/24型四柱单铰点轻型支架支护， 全部垮落法管理顶板。工作面经区域瓦斯治理抽采达标后残余瓦斯含量为5.32m³/t，残余瓦斯压力为0.36MPa。目前工作面上巷回風风量为870m3/ min，回采期间回风流瓦斯浓度为0.15～0.30%，采面绝对瓦斯涌出量为1.29～2.58m3/min。

112105综采工作面平面图如图1所示。

4 动压区瓦斯抽采观测

在112105综采工作面回采时，又提前在112105西底抽巷补打瓦斯抽采钻孔，钻场位于原钻场之间，与原钻场的间距为2.5m，每个钻场设计施工10个钻孔，钻孔施工结束后及时封孔联抽。

把112105综采工作面切眼位置提前30m的钻场全部打开进行联抽观测，测流工平均每周对所有的钻孔进行一次全面测量。每天对112105西底抽巷的支巷孔板进行一次测量，每天将测量的结果报送至防突科，由防突科技术员进行分析总结。通过观测，在距工作面切眼位置2m的钻场瓦斯抽采浓度由原来的5%左右提高到70%～80%，在距工作面切眼位置5m的钻场瓦斯抽采浓度由原来的2%左右提高到60%～70%，且抽采量单个钻场约0.3m3/min;在距工作面切眼位置10m的钻场瓦斯抽采浓度由原来的2%左右提高到40%～50%，且单个钻场的瓦斯抽采量约0.2m3/min;在距工作面切眼位置20m的钻场瓦斯抽采浓度由原来的2%左右提高到30%～40%，且单个钻场的瓦斯抽采量约0.1m3/min;在距工作面切眼位置30m的钻场瓦斯抽采浓度由原来的2%左右提高到10%～20%，单个钻场的瓦斯抽采量约0.05m3/min。由此可以看出在112105综采工作面回采期间，位于动压区的瓦斯抽采影响变化大约在30m范围内，抽采量变大的时间约为7-14天。根据观测结果，在工作面回采期间需提前打开位于切眼位置30m左右的所有钻孔。

5 治理成果

经采取措施后工作面瓦斯明显降低，回采期间工作面内没有出现明显的瓦斯超限和动力现象。通过对动压区瓦斯抽采规律的观测，找出了动压区瓦斯影响范围约30m，位于30m外的钻孔采取暂时关闭，保证在抽的瓦斯钻孔负压，确保了112105综采工作面煤柱高瓦斯区域实现安全回采，2020 年该采面安全回采煤量约8万吨，为完成矿井全年生产任务做出了努力。

6 经济效益和社会效益分析

6.1 经济效益

安全、高效的把煤炭回采出来就是煤矿企业最大的效益，超前治理应力影响区，控制采面瓦斯不超限，该采面2020年安全回采煤量约8万吨， 创造经济价值约3000万元，保证了金星的正常安全生产接续。

6.2 社会效益

不论是开采保护层还是未开采保护层，我们摸索了动压区瓦斯抽采规律、采面超前卸压等技术，积累了大量现场经验，提升了金星煤业的瓦斯和防突管理水平。

结束语

通过对112105综采工作面动压区的瓦斯抽采规律观测，我们摸索出了动压区的影响范围，实现了安全生产，创造了人员素质提升、经济效益和社会效益的三丰收，实现了矿井的采掘接替。

参考文献：

[1] 郝晓伟.中兴矿1415综采工作面瓦斯综合抽采技术研究与应用[J].煤炭与化工，2019，（12）：90-93.

[2] 赫崇国.典型高瓦斯矿井综采工作面瓦斯抽放技术应用及效果分析[J].石化技术，2019，（11）：88+114.

[3] 国家安全生产监督管理总局.煤矿井工开采通风技术条件[M].北京：煤炭工业出版社，2007，（22）：104-107.

[4] 李宝富，张永俊，张兵奇，等.近距离煤层开采瓦斯涌出量预及分析[J].煤炭工程2013，（6）：83-85，89.

[5] 徐小龙.禾草沟矿50107工作面采空区瓦斯涌出规律与治理[D].河北工程大学，2015，（3）：81-83.

[6] 李胜，罗明坤，周利峰，范超军，张帅.高瓦斯综采工作面瓦斯立体抽采技术与应用[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2018，（2）：244-250.

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