高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术研究

2012-10-21鹤郑涉村煤业有限公司赵合岭

河南科技 2012年8期

关键词：木垛板墙钻场

鹤郑涉村煤业有限公司赵合岭

郑州鹤郑兴源煤业有限公司王志勇

鹤煤八矿通风区苏三星张波

高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术研究

鹤郑涉村煤业有限公司赵合岭

郑州鹤郑兴源煤业有限公司王志勇

鹤煤八矿通风区苏三星张波

矿井防治瓦斯治理工作是煤矿企业的一项重要工作，高突矿井采煤工作面回采过程中需进行高位裂隙钻孔抽放，而高位裂隙钻孔抽放也是工作面瓦斯治理的一个重要组成部分，因此，研究高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术，对保证工作面安全生产具有重要意义。

一、矿井基本情况

八矿位于鹤壁矿区南部，井田南北走向5.25 km，东西倾向1.7 ～ 1.9 km，面积约7.9 km2。井田为隐伏井田，属单斜构造。二迭系山西组二1煤为矿井唯一可采煤层，平均厚度6.75 m，平均倾角24°。井田内地质构造复杂，断裂构造发育，尤其小断层较多，煤层稳定性中等，局部存在明显的变薄现象。2002年8月经抚顺煤科院鉴定为突出矿井。2006年矿井核定生产能力为81万t/a。2008又矿井煤层及瓦斯含量进行了检测，结果如下：矿井绝对瓦斯涌出量37.58 m3/min，相对瓦斯涌出量23.53 m3/m in。煤层瓦斯含量12.1 ～ 18.6 m3/t，瓦斯压力1.3 ～1.5 MPa，煤层透气性系数为1.5 m2/MPa2·d，属勉强可抽放煤层。煤炭自燃倾向性为三类，不易自燃，自燃发火期145 d，煤尘具有爆炸性，爆炸指数为14.72%。全矿总进风量11342 m3/min，总回风量11 546 m3/min，矿井有效风量率87.2%。矿井通风等积孔为4.8m2。各个分区配风合理，配风能力满足生产需求。

二、31011工作面情况

31011工作面位于井田南部三水平开采二1煤层，地面标高+ 140 m，工作面标高– 370 ～ – 441m。在工作面布置有穿层钻孔、本煤层钻孔、高位裂隙钻孔。工作面走向长280 m，倾斜长150 m，采高2.5 m，倾角28°，可采储量14.8万t，计划月产量1.8万t。该工作面为顶分层采煤工作面，煤层瓦斯浓度高，绝对涌出量最大7.3 m3/min，最小5.5 m3/min，平均6.4 m3/m in，相对瓦斯涌出量最大15.2 m3/t，最小11.6 m3/t，通风能力有限，最大配风量为1 200 m3/m in。

三、高位裂隙钻场布置情况

高位裂隙钻场以20° ～ 25°起坡，掘进8 m后变平，再施工4 m后停掘，高位钻场底板高出煤层顶板5 m。钻场在回采工作面风巷距切眼90 m处掘第一高位钻场，沿工作面走向向外每隔70 ～ 80 m掘1个高位钻场。

四、矿井高突工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯情况

工作面高位裂隙钻场带抽完毕后，首先在高位裂隙钻场内从开口向里4 m开始盘2个木垛，防止工作面回采过来后压断抽放管，影响抽放；然后在紧挨靠外木垛处钉板墙。实际采煤过程中，每当工作面回采到离高位裂隙钻场8 m左后位置时，钻场附近瓦斯量显著增大，其原因主要有两点：一是受集中压力的影响，造成煤壁大量漏风；二是压力增大后造成板墙变形，瓦斯随之溢出。板墙外最高瓦斯浓度达到10%，钻场回风巷口瓦斯浓度也超过1%，严重影响了工作面的安全生产。为此，通风区采用了风障引导法、黄泥勾缝法处理高位裂隙钻场涌出瓦斯，有时甚至每班派专职瓦斯检查员固定在高位裂隙钻场处理瓦斯，均未达到预期效果，导致工作面在过高位裂隙钻场时经常停产，少则几个小时，多则一个小班，严重影响了煤矿的安全生产，工作面产量也受到了很大影响。所以，高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术更新势在必行。

五、31011工作面过高位裂隙钻场期间瓦斯治理技术应用

吸取以往高突采煤工作面过高位裂隙钻场期间的瓦斯治理经验，31011工作面在过高位裂隙钻场前30 m就由采煤队先在高位裂隙钻场盘木垛，第一道木垛距离回风巷口6 m，抽放队在木垛中间预埋3 ～ 5根Ф40 mm抽放管，用Ф50 mm抗静电软管与抽放管连接。通风区紧挨木垛钉一道板墙，然后再盘第二个木垛，通风区再钉第二道板墙，板墙预留3个注罗克休管，通风区随后注入罗克休，直至注满为止。这样一来，工作面推过来以后，高位裂隙钻场顶板压力增大，瓦斯开始溢出，但是由于注满罗克休，而罗克休堵漏效果极佳，所以瓦斯完全控制在高位裂隙钻场内，等工作面完全推过高位裂隙钻场后，里面开始埋的花管又起到抽放作用，继续预抽采空区瓦斯。采用上述方法后，杜绝了工作面每次过高位裂隙钻场期间易出现的瓦斯超限问题，工作面过2次高位钻场时没有出现瓦斯超限问题，工作面采煤工作水利进行，为煤矿安全生产提供了有力保障。工作图过第二高位裂隙钻场如图1所示。