導(dǎo)語(yǔ)：煤層綜放工作面瓦斯綜合治理與實(shí)踐一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:根據(jù)夏闊坦礦業(yè)榆樹(shù)田煤礦工作面頂板堅(jiān)硬細(xì)礫砂巖和石英砂巖，采空區(qū)易懸頂，頂板來(lái)壓垮落時(shí)，容易引起采空區(qū)瓦斯燃爆、回風(fēng)隅角、回風(fēng)流瓦斯超限，通過(guò)工作面采取偏“Y”型通風(fēng)方式、連續(xù)注氮、順層鉆孔預(yù)抽、兩道實(shí)施頂板預(yù)裂爆破、高位定向鉆孔以及隅角埋管抽采等治理措施，在實(shí)踐中有效杜絕了采空區(qū)瓦斯燃爆和瓦斯超限現(xiàn)象，保證安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞:特厚煤層;瓦斯;綜合治理

夏闊坦礦業(yè)公司榆樹(shù)田井為高瓦斯礦井，主采侏羅系下統(tǒng)塔里奇克組下5煤層，地面建有高、低負(fù)壓瓦斯抽采系統(tǒng)、注氮系統(tǒng)、黃泥灌漿系統(tǒng)和束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。下4、下5煤層均為Ⅱ類自燃煤層，井田各煤層煤塵均有爆炸危險(xiǎn)性。110402工作面走向長(zhǎng)350m，傾斜寬80m，煤層厚度0.95～1.05m，煤層瓦斯含量4.37～6.19m3/t，煤層相對(duì)瓦斯壓力0.24～0.68MPa。110402工作面對(duì)應(yīng)下方為110502工作面，布置在11采區(qū)西翼下5煤層中，面傾斜長(zhǎng)180m，走向長(zhǎng)326m，煤厚6.38～11.37m，平均9.35m，煤層平均傾角14°，采用綜放工藝，走向長(zhǎng)壁式采煤，垮落法頂板管理。下5煤層堅(jiān)固性系數(shù)0.95～1.33，原始瓦斯含量6.09～6.12m3/t。

1問(wèn)題提出

110402工作面傾斜短，對(duì)下5煤瓦斯解放范圍小。受下5煤工作面采動(dòng)影響的鄰近層共有5層，分別為上鄰近層的下2、下4煤層，下鄰近層的下6-2、下7-1、下8-2煤層，平均層間距分別為39.94、20.05、23.65、28.7、40.17m，在開(kāi)采層和鄰近層瓦斯共同影響下，下5煤工作面生產(chǎn)期間瓦斯涌出量大。加之下5煤普氏硬度系數(shù)f=0.95～1.33，采空區(qū)頂板為堅(jiān)硬的細(xì)礫砂巖和石英砂巖，易造成工作面采空區(qū)懸頂，在周期來(lái)壓時(shí)，采空區(qū)頂板大面積垮落從而擠壓采空區(qū)內(nèi)瓦斯，容易造成工作面回風(fēng)隅角、回風(fēng)流瓦斯超限和采空區(qū)瓦斯燃爆現(xiàn)象［1-4］。且該井田曾發(fā)生工作面頂板來(lái)壓垮落時(shí)，堅(jiān)硬石英砂巖相互撞擊、擠壓產(chǎn)生火花引燃采空區(qū)瓦斯。因此，針對(duì)井田復(fù)雜瓦斯地質(zhì)條件，研究下5煤瓦斯綜合治理措施顯得至關(guān)重要。

2綜合治理措施

2.1工作面偏

“Y”型通風(fēng)方式110502綜放工作面采用偏“Y”型兩進(jìn)一回通風(fēng)方式，即110502運(yùn)輸巷、材料道進(jìn)風(fēng)，風(fēng)流經(jīng)工作面、上隅角后通過(guò)“L型回風(fēng)巷”進(jìn)入110502面回風(fēng)道。110502運(yùn)輸巷進(jìn)風(fēng)800m3/min，材料道進(jìn)風(fēng)600m3/min，回風(fēng)道回風(fēng)1400m3/min。“L型回風(fēng)巷”作為回風(fēng)通道兼安全出口，在110502工作面材料道主回風(fēng)巷之間每隔12～15m施工一個(gè)采用錨網(wǎng)梁索支護(hù)的回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷。在工作面推進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)工作面支架后立柱推至回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷時(shí)，在回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷與其對(duì)應(yīng)的材料道交叉口處施工一個(gè)木垛，并依次向外每隔1m施工木垛，從而加強(qiáng)“L型回風(fēng)巷”的支護(hù)。同時(shí)，為了減少向采空區(qū)漏風(fēng)，在每個(gè)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷處，從主回風(fēng)巷向內(nèi)施工一道密閉［5-9］。通風(fēng)管理工作中，“L型回風(fēng)巷”為正常通風(fēng)行人巷道，巷道內(nèi)CH4濃度不得超過(guò)0.8%。

2.2順層鉆孔預(yù)抽

采用ZYWL-6000D型定向鉆機(jī)施工，從11采區(qū)回風(fēng)上山向110502工作面運(yùn)輸巷及回風(fēng)巷施工條帶定向鉆孔，定向鉆孔控制巷道兩側(cè)15m，鉆孔間距5m，孔徑89mm，孔深330m，鉆孔位于煤層中間布置，運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷各布置5個(gè)鉆孔。在11采區(qū)回風(fēng)上山從第6個(gè)實(shí)驗(yàn)鉆孔向下依次施工沿煤層走向方向定向順層鉆孔，每個(gè)鉆孔330m，鉆孔間距5m，傾角1°，孔徑89mm，共施工鉆孔38個(gè)。110502工作面走向順層鉆孔布置如圖1所示。從停采線以里開(kāi)始至切眼，向工作面施工傾向順層鉆孔，材料巷開(kāi)孔位置距底板1.2～1.6m，運(yùn)輸巷開(kāi)孔位置距底板1.5～1.8m布置。鉆孔呈單排布置，孔間距3m，運(yùn)輸巷孔深120m，材料巷孔深110m，孔徑89mm。鉆孔交替布置，第1個(gè)鉆孔控制在煤層底板向上2.5m，第2個(gè)鉆孔開(kāi)控制在煤層底板向上7．0m，按照順序依次交替進(jìn)行。材料巷下幫施工105個(gè)孔，運(yùn)輸巷上幫施工98個(gè)孔。根據(jù)110502工作面煤層儲(chǔ)量和原始瓦斯含量，經(jīng)計(jì)算煤層原始狀態(tài)下瓦斯儲(chǔ)量約5560160m3，回采前順層鉆孔累計(jì)抽采純瓦斯2258623.94m3，瓦斯抽采率40.62%。經(jīng)測(cè)定，煤體殘余瓦斯含量3.41～5.74m3/t，殘余相對(duì)瓦斯壓力0.18～0.24MPa，鉆孔施工過(guò)程中無(wú)瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象。

2.3高位定向鉆孔抽采

110502工作面施工6個(gè)高位定向鉆孔，鉆孔布置在110402工作面材料巷內(nèi)，第1個(gè)鉆孔距離110502工作面材料巷平距10m，終孔高度距下5煤頂板11m;第2個(gè)鉆孔距離110502工作面材料巷平距25m，終孔高度距下5煤頂板28m;第3個(gè)鉆孔距離110502工作面材料巷平距40m，終孔高度距下5煤頂板46m;第4個(gè)鉆孔距離110502工作面材料巷平距55m，終孔高度距下5煤頂板46m;第5個(gè)鉆孔距離110502工作面材料巷平距70m，終孔高度距下5煤頂板46m;第6個(gè)鉆孔距離110502工作面材料巷平距85m，終孔高度距下5煤頂板61m;鉆孔孔徑96mm，孔深320m。高位定向鉆孔瓦斯抽采濃度10．00%～12.60%，抽采純流量4.71～6.00m3/min，有效減少了風(fēng)排瓦斯量。110502工作面高位定向鉆孔布置剖面如圖2所示。

2.4采空區(qū)埋管抽采

為抽采鄰近層涌出及積聚在采空區(qū)深部的瓦斯，沿110502回風(fēng)巷上幫肩窩敷設(shè)2趟抽采管路至回風(fēng)巷煤渣墻內(nèi)30～50m，管口加設(shè)篩孔管，2趟抽采管路邁步式掐接。采空區(qū)埋管抽采瓦斯平均濃度3.53%，抽采純流量1.22m3/min。

2.5頂板預(yù)裂爆破

下5煤頂板屬堅(jiān)硬難冒落頂板，通過(guò)頂板預(yù)裂爆破提前破壞頂板的完整性，使其產(chǎn)生裂隙，盡早垮落，減小采空區(qū)懸頂空間。頂板預(yù)裂爆破鉆孔參數(shù):①運(yùn)輸巷循環(huán)爆破步距控制在10m范圍，回風(fēng)巷循環(huán)爆破步距控制在15m范圍;②雙層扇形爆破鉆孔布置;③鉆孔垂高控制在煤層頂板上20m范圍內(nèi)，增強(qiáng)頂板預(yù)裂爆破效果。工作面回風(fēng)隅角實(shí)現(xiàn)隨采隨冒，進(jìn)風(fēng)隅角頂板滯后工作面2～3d冒落。

2.6連續(xù)注氮

地面2臺(tái)TLN99(1600/2000)型礦用制氮機(jī)，一用一備，注氮機(jī)24h運(yùn)行，工作面運(yùn)輸巷、材料巷敷設(shè)DN100無(wú)縫鋼管至采空區(qū)內(nèi)，埋管深度30、60m邁步式連續(xù)注氮，注氮量1350m3/min。使注入的氮?dú)獬浞种脫Q出氧氣，降低采空區(qū)氧含量。

3治理效果

110502工作面掘進(jìn)、回采期間，經(jīng)突出危險(xiǎn)性區(qū)域驗(yàn)證，實(shí)測(cè)Δh2值最大140Pa，S值最大2.2kg/m。工作面通過(guò)順層鉆孔、高位定向鉆孔以及隅角埋管抽采減少了采空區(qū)瓦斯，回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛?.22%;采用偏“Y”型通風(fēng)方式和連續(xù)注氮改變采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)流場(chǎng)、瓦斯?jié)舛葓?chǎng)以及氧氣濃度場(chǎng);工作面2道實(shí)施頂板預(yù)裂爆破消除了引燃火源，杜絕了采空區(qū)瓦斯爆燃。

作者：錢帆 單位：夏闊坦礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司