高瓦斯综放面卸压瓦斯抽采技术研究

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[摘 要]针对高瓦斯厚煤层开采过程中采动裂隙发育区瓦斯涌出量大的问题，本文以某矿为例，采取了尾巷瓦斯抽采技术、高抽巷瓦斯抽采技术结合的综合瓦斯治理办法。通过实测，尾巷瓦斯浓度基本控制在2%以下，回风巷瓦斯浓度控制在1%以内，表明该办法取得了较好的瓦斯抽放效果，同时也保证了工作面的回采安全。

[关键词]高瓦斯矿井 综放面 采空区 卸压瓦斯抽采

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0375-01

前言

高瓦斯综放面卸压抽采技术的研究要以卸压面的瓦斯赋存及运移规律为基础。综放工作面瓦斯的主要来源：一是工作面煤壁释放出的瓦斯，二是采煤工作面新采落下来的煤炭中散发出来的瓦斯，三是从采空区涌出的瓦斯，其中采空区涌出瓦斯是主要的来源。由于采动影响在采动断裂带形成的破断裂隙和离层裂隙，采动裂隙网络与采空区相连通形成采动断裂带，由于瓦斯的升浮、扩散和渗透作用，在采动断裂带形成瓦斯富集区，这是瓦斯抽采的重点区域。鉴于此，笔者结合某矿具体情况，进行了采动裂隙发育区瓦斯抽采技术研究，以使瓦斯抽采达到最佳效果。

1 工程概况

某煤矿改扩建设计生产能力确定为1.20Mt/a，矿井服务年限49.7年，为煤与瓦斯突出矿井。由于瓦斯涌出量大，对矿井生产能力影响较大。103综放工作面是一采区首采工作面，所采煤层为太原组15号煤层，煤厚4.35～5.24m，平均厚度4.42m，煤层绝对瓦斯涌出量在82.55ma/min左右。矿井煤层透气性系数测定如表1所示。

根据临近采区瓦斯抽采经验，通过各种抽采技术的优缺点与适用条件比较，并结合该矿103综放工作面的实际情况，决定采用以尾巷瓦斯抽采技术和高抽巷瓦斯抽采技术结合的抽采方式。

2 尾巷瓦斯抽采技术研究

根据项目煤矿的采场巷道布置、采掘接续等实际特点，在103综放面距离切眼600～900m的范围内进行尾巷封闭埋管抽排采空区试验，以消除工作面上隅角瓦斯超限和积聚，保证矿井安全生产。

2.1 尾巷密闭插管抽采瓦斯布置方式

根据现场103综放面尾巷布置，在尾巷上帮18#横贯处开始敷设一条抽采管，管路上每隔一段距离（两个横贯的间距，大约70m）串接一个具有阀门的三通及钢管，并插入横贯，作为抽采采空区瓦斯的吸气口，横贯密闭以里的钢管打花眼，管口用铁丝网包裹，并设置垛保护，以免管路被砸坏或堵塞。随着工作面的推进，管路的吸气口进入采空区内最佳抽采位置，打丌阀门，通过此口抽采采空区瓦斯，当该吸气口进入采空区更深处时，才可打开下一个阀门，依此类推，使吸气口保持在最佳抽采位置。

2.2 尾巷密闭插管布置参数

（1）插入抽采管位置：选择在18#横贯、20#横贯、22#横贯、24#横贯里（即距离切眼600m、670m、740m、810m处）插入钢管。

（2）抽采管直径：DN300mm。

（3）密闭墙：不小于1m的高强抗压料石墙，留设观察孔。

（4）抽采管插入密闭墙长度：0.5m。

（5）花眼直径：10mm。

3 高抽巷瓦斯抽采技术研究

为满足103综放面的瓦斯抽采需要，消除工作面上隅角瓦斯超限和积聚，保证矿井安全生产，沿走向在覆岩采动裂隙带内布置一条岩石巷来抽取瓦斯。现场经验表明，高抽巷抽取瓦斯的效果很大程度上决定于其所处位置，即与高抽巷布置层位、与回风巷距离等有关系。

3.1 走向高抽巷布置层位的确定

如将走向高抽巷布置在垮落带范围，尽管处于充分卸压带，但因邻近层容易受到破坏很快垮落，使其中的高瓦斯抽采巷也被破坏，难以起到持续抽采瓦斯的作用；如将走向高抽巷布置在断裂带，因邻近层充分卸压，透气性能大大增加，赋存在煤层及围岩中的瓦斯容易大量释放，有利于高抽巷的瓦斯抽采，但如太接近于垮落带，虽对解决涌入工作面的瓦斯有很大作用，但易抽走工作面空气，抽采浓度不高；如布置在断裂带上部，虽然可以抽采一定量的邻近层瓦斯，但不能防止下部卸压瓦斯大量涌入回采工作面。因此，走向高抽巷在采动裂隙带的布置层位应处于断裂带下部靠近垮落带附近，一般来说，

4 103综放面卸压瓦斯治理效果分析

（1）尾巷瓦斯抽采情况。根据现场应用尾巷瓦斯抽采情况，瓦斯尾巷瓦斯浓度为1.2%～1.8%左右，且随着尾巷风量的增加有减小的趋势，这是因为大量的风流稀释了尾巷的瓦斯，降低了浓度。通过瓦斯尾巷排放的瓦斯占工作面瓦斯总涌出量的比重达到25.8%和25.5%，这是因为随着尾巷风量的加大，采空区内聚集的瓦斯被压制和稀释了，所以尾巷和回风内的瓦斯含量都相对降低了，说明尾巷瓦斯抽采技术的应用取得了较好的效果。

（2）高抽巷瓦斯抽采情况。103首采综放面设计的高抽巷距回风顺槽35m，距煤层顶板法距15～35m，为半圆拱断面，规格2.4m（宽）×2.4m（高）。工作面推进到28.85m，高抽巷开始抽出瓦斯，抽采浓度为2.8%，抽采混合量为130m3/min。

（3）103综放面卸压瓦斯综合治理效果。虽然103首采面煤层瓦斯含量大，综放开采产量大，回采期间绝对瓦斯涌出量大，由于采取了有效的瓦斯控制技术措施，保证高抽巷实现有效抽采采空区和邻近层卸压瓦斯抽采（正常生产期间高抽巷的平均瓦斯抽采率达58%以上），尾巷瓦斯浓度基本控制在2%以下，回风巷瓦斯浓度控制在1%以内，达到国家所规定的瓦斯尾巷和工作面瓦斯浓度控制上限目标（分别是2.5%和1%）。

5 结语

根据煤矿现场的综放面瓦斯综合治理情况来看，尾巷瓦斯抽采技术、高抽巷瓦斯抽采技的综合运用在103综放面取得了不错的效果，实现了103综放工作面安全高效生产，同时为今后矿井高瓦斯工作面提供了有效的技术指导。

参考文献

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[2] 周华东，许家林，胡国忠，等.综采工作面初采期局部高抽巷瓦斯治理效果分析考[J].煤炭科学技术，2012（05）.

[3] 刘彦伟，李国富.保护层开采及卸压瓦斯抽采技术的可靠性研究[J].采矿与安全工程学报，2013（05）.

作者简介

李宁，84年12月出生，采矿工程函授本科，2009年11月进入新集一矿抽排区工作。