综采工作面瓦斯综合防治技术
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摘要：以贵州德佳公司红旗煤矿110107综采工作面为例，介绍了瓦斯综合防治技术取得成功和技术经验。
关键词：瓦斯技术经验防治技术
中图分类号：C35文献标识码： A
红旗煤矿为贵州德佳公司所属的一个矿井。设计生产能力为45万吨/年，采用斜井开拓方式，现开采水平为+1300水平，矿井地质构造复杂，断层密度大，小褶曲较发育，属高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井。
1、工作面概况
110107综采工作面是红旗煤矿+1300水平11采区1#煤层南翼第7个工作面，该工作面地面标高+1520.5m―+1650.7，工作面标高+1300m―+1360m，1#煤层顶板主要是灰色粉砂岩及灰色细粉砂岩与菱铁矿互层，底板主要为灰色泥岩和粉砂质泥岩，平均可采厚度为2.7m。110107采面上区段110105采面已回采结束，下伏5#煤层没有回采，110107综采工作面回风巷与上区段110105工作面运输巷之间留有20m的煤柱。采面装备ZY3800/15/33型液压支架，MG―300/700―WD型采煤机，截深0.8m，采用全部垮落法管理顶板，“U”型、上行通风，最大配风量为1162m3/min。
2、采面瓦斯涌出来源
根据红旗煤矿可采煤层和已回采采煤工作面瓦斯涌出规律，结合110107综采工作面瓦斯涌出资料分析，工作面瓦斯涌出主要由5部分组成，区段煤柱内、煤壁(围岩)瓦斯涌出、采面落煤时的瓦斯涌出、采空区(残煤和上区段110105采空区)瓦斯涌出以及邻近层下覆5#煤层的瓦斯涌出。
3、瓦斯综合治理措施
3.1区段煤柱煤体瓦斯治理
110107工作面回风巷掘进时与上区段110105工作面运输巷之间留有20m的煤柱。在110107回风巷掘进时由于受矿压影响，煤壁裂隙发育，局部裂隙与110105采空区联通，瓦斯涌出较大。在掘进期间回风流瓦斯浓度经常超过1.0%以上，给安全和掘进进度带来很大的影响。根据对瓦斯来源进行分析，在回风巷迎头往外采取在上帮施工孔深为10m的抽放短孔，间距3m，抽放煤柱内的瓦斯。每隔5m施工一个穿透110105采空区的瓦斯抽放孔，抽放110105采空区内的瓦斯。（抽放钻孔布置如图1―1）
钻孔施工到位后，经现场检测抽放孔内单孔流量一般在0.2―2.6m3/min，单孔负压在3260―4810pa，短孔单孔瓦斯浓度35%，最大50%；长孔单孔瓦斯浓度68%，最大90%。
3.2施工穿层孔预抽瓦斯
由于1#、5#两煤层的层间距较近，回采煤层的顶、底板围岩将发生冒落、移动、龟裂和泄压，透气系数增加。回采时邻近煤层或夹层中的瓦斯，就会向回采煤层的采空区转移。为了加大对1#煤层的瓦斯治理，回采1#煤层前，在1#煤层顶板15m位置施工了一条瓦斯抽放巷。在抽放巷内每隔50m做一个瓦斯抽放钻场, 钻场深度为5m, 每个钻场布置12个抽放钻孔，抽放钻孔呈扇形布置，钻孔深度穿透1#煤层底板1m，孔径为75mm。相邻两钻场间钻孔空间重叠距离为10m。（抽放钻孔布置如图1―2）
3.3高位钻孔抽放裂隙带瓦斯
在回采时，为了加强对采空区裂隙带的瓦斯抽放，在工作面回风巷每隔80m施工一个高位钻场，钻场位于1#煤层的顶板岩石内，钻场与回风巷的高差为10m，每个钻场内施工30个孔径为75mm的抽放孔，钻孔长度100～120m，采面回采期间，经现场检测抽放孔内单孔瓦斯浓度50%，最大80%。
3.4高位截流孔抽放上隅角裂隙带瓦斯
随着采面的推进和采空区顶板的冒落。采空区大量瓦斯随着风流积聚在上隅角裂隙带内，由于高位钻场布置的抽放钻孔不能覆盖该区域，造成上隅角局部瓦斯积聚，在回采期间，在回风巷每隔50m施工3个高位截流孔，孔径75mm，钻孔长度60m。（抽放钻孔布置如图1―3）
3.5采前预抽煤层瓦斯
在工作面运巷、风巷沿煤层施工垂直于煤层走向的抽放孔，孔径75mm，钻孔长度70m，间距2.5～3m，运巷、风巷钻孔交叉布置，对采面进行采前预抽和边采边抽。钻孔施工完后先进行高压注水使煤体产生裂隙，然后再进行抽放，抽放瓦斯最高浓度达65%，一般在30%。
3.6 埋管抽放采空区瓦斯
为加强对110107采面采空区瓦斯治理，降低上隅角瓦斯浓度，在采取上述措施的同时，又采用了上隅角埋管抽放措施，即在上隅角向采空区埋入2趟ø300mm瓦斯抽放管对采空区进行抽放。
4、瓦斯治理效果
4.1掘进期间瓦斯涌出情况
通过穿层抽放、本煤层顺层钻孔抽放等措施后，在110107运巷、回风巷掘进期间，正常绝对瓦斯涌出量保持在2.2m3/min左右，K1一般在0.1―0.35ml(g.min1/2)左右，钻销量在1.9―2.2kg/m，掘进期间未发生K1超标，施工本煤层孔时也未发生喷孔、顶钻、卡钻、煤炮声现象，煤层瓦斯涌出量明显减小。炮后回风流瓦斯最大达到1.1%，一般在0.8%以下，炮后瓦斯涌出量保持在5.0m3/min，月平均进尺保持在80m左右。
4.2回采期间瓦斯涌出情况
在回采初期，高位钻场抽放孔、高位截留孔和上隅角埋管内瓦斯浓度无明显变化。随着采面推进，瓦斯抽放浓度大大提高，瓦斯浓度由原来的10%左右，提高到45%的浓度，110107采面在正常回采过程中瓦斯绝对涌出量为41m3/min左右，其中本煤层钻孔抽放、高位钻场内瓦斯抽放孔、高位截留孔瓦斯量达20.78m3/min左右，采面上隅角预留管瓦斯抽放量达13.49m3/min左右，抽放总量为29.13/min，采面配风量为1162m3/min，，回风流平均瓦斯浓度稳定在0.58%左右，风排瓦斯量为6.73m3/min。由以上数据可知采面回采过程中83.5%的绝对瓦斯涌出量都是通过抽放排出，解决了风排瓦斯的问题，使采面安全顺利的回采。
结束语：实践证明，采用综合治理措施治理瓦斯，使瓦斯得到充分释放，在掘进和回采期间采面没有造成一次瓦斯超限事故，采面月推进达110m以上，大大提高了回采进度和安全效果。
作者简介：瞿增平（1972年12月―），男，贵州盘县人，工程师，1993年毕业于贵阳煤校地下采煤专业。现在贵州盘县柏果安监站从事煤矿安全监管执法工作。