浅谈瓦斯异常区域瓦斯管理技术

摘要：文章以城郊煤矿瓦斯矿井为例，介绍了瓦斯异常区域瓦斯管理技术，为了达到使工作面瓦斯浓度降低的目的，并且能够有效解决工作面瓦斯超限，实现工作面的安全回采和高效生产工作，初采初放时采用向采空区漏风稀释瓦斯，正常回采时采取本煤层抽放、高位裂隙抽放、上隅角瓦斯抽放的联合方式管理瓦斯，取得了良好的瓦斯治理效果。

关键词：瓦斯异常区域；高位裂隙抽放；瓦斯治理

中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）28-0123-02

一直以来，在煤矿安全生产中瓦斯问题是其主要的制约因素之一，并且随着现代人们对煤矿开采深度的逐渐增加，出现瓦斯异常的区域也在随之增多，这就使得瓦斯问题更加突出。城郊煤矿2903综采工作面煤体平均瓦斯含量为8.21m3/t，严重制约了工作面的正常回采工作。在回采期间针对不同的条件采取合理的瓦斯治理措施后，工作面的瓦斯超限问题得以解决，不仅保障了工作面的高产、高效，而且实现了煤矿的安全生产。

1 矿井及工作面概况

2903综采工作面位于九采区，东为九采区轨道、胶带集中巷，西为实体煤，南为实体煤，北为2902工作面（已采）。2903工作面平均走向长度为938m，倾斜长为174.8m，工作面煤层厚度1.5～3.8m，平均2.94m，可采储量593517t，设计服务年限约8.5个月。工作面总体为一单斜构造，外段煤层倾角较大，最大达22°，里段较为平缓，煤层倾角2°～7°，平均约5°。

根据中国矿业大学测试结果，城郊煤矿二2煤层透气性系数约为1.09m2/MPa2·d，属于可以抽放煤层。2903工作面开采范围内属局部瓦斯异常区，根据掘进期间原始瓦斯含量测定，最大瓦斯含量9.29m3/t，平均瓦斯含量为8.21m3/t。

2 本煤层瓦斯抽放技术

2903工作面两顺槽施工Φ92mm顺层钻孔，现场实测抽放半径为1.5m，煤层平均厚度为2.94m，故布置一排钻孔，钻孔长度为100m，角度随煤层适当调整，打钻定位时必须正对钻孔喷点位置，上下和左右的误差不得大于0.2m。若钻孔出现喷孔等瓦斯异常现象时，可适当降低钻孔间距增加钻孔数量，若邻近钻孔出现过早揭露岩石时，可参照邻近钻孔适当调整倾角，采用“合成树脂+膨胀封孔剂”的封孔方式，采用软管和两顺槽瓦斯抽放主管路连接。

3 高位裂隙钻孔抽放技术

覆岩层的裂隙主要是由于工作面的回采工作造成的，可以将其分为“横三区”以及“竖三带”。其中“横三区”是指煤壁支撑影响区、离层区、重新压实区，“竖三带”是指冒落带、裂隙带、弯曲带。在“横三区”中，离层区的裂隙较为发育，透气性大，其中的瓦斯含量高并且浓度大；在“竖三带”中，裂隙带具有透气性大，瓦斯含量高、浓度大的特点，是瓦斯积聚的主要空间。在裂隙带内布置高位裂隙钻孔，可以保证钻孔长时间有效地抽出瓦斯。我们根据下式来计算裂隙带的高度：

式中：

H——裂隙带高度

M——煤层采高

由上述计算式可以算出裂隙带高度，位于二2煤层顶板12.5～25.5m处，结合高位裂隙瓦斯抽放技术在城郊煤矿2902综采工作面应用经验分析终孔点距回风巷的距离应不少于12m，不大于25m。2903工作面高位裂隙瓦斯抽放钻场布置在回风巷中，每隔40m布置一个钻场，以一个钻场为例，抽放钻场共施工抽放钻孔6个，终孔间距在5m左右，钻孔终孔位置距回风巷上帮平距分别为11m、15m、19m、22m、26m、30m，距煤层顶板垂距分别为15m、19m、22m、26m、29m。采用软管和顺槽瓦斯抽放主管路连接。

4 隅角瓦斯埋管（插管）抽放技术

仰采时在2903工作面回采期间采用回风隅角双埋管迈步方式抽取瓦斯。即在胶带顺槽敷设一趟瓦斯抽放主管路，吊挂至距工作面100m处，通过三通连接两趟6吋无缝钢管（快速接头型号）敷设至采空区作为埋管用于抽取采空区瓦斯。随着工作面回采，当转载机移至三通位置时，及时延接6吋钢管并移动波纹管和掐接主管路，使抽放主干管距工作面支架切顶线约50m。两趟埋管相邻抽放笼间距暂定为15m（合理迈步距可在实际回采过程中考察确定）。在回采过程中当第一条埋管达15～30m时，打开第一条埋管阀门进行抽放并开始预埋第二条管路，当第一条管路埋至30～60m时关闭该管路阀门并将此处的1节6吋钢管更换成抽放笼，此时第一条管路处于关闭状态，打开第二条管路阀门投入抽采。当工作面推过第二条管路管口30～60m时，关闭该管路三通处阀门将此处的1节6吋钢管更换成抽放笼并打开第一条管路阀门投入抽采，依次类推。

俯采时在胶带顺槽敷设一趟10吋插管抽放管路至工作面1#支架切顶线前方8m左右。利用聚乙烯抽放管自身柔性，在转载机机头前将插管抽放主管路由煤墙侧过渡到煤柱侧，10吋插管抽放管路末端与回风隅角之间用两根8吋瓦斯抽放管路连接。8吋抽放管路一端插在10吋管路内，另一端插在回风隅角袋装锯末密闭墙内，8吋抽放管末端1.5m长加工成眼距100mm，眼径30mm的花管并用24目的钢筛网对管口和花管表面进行包裹，防止杂物进入管路。在1#支架切顶线处采用锯末袋垒设临时密闭墙，确保采空区与回风隅角有效隔绝，回采期间，当8吋瓦斯抽放管完全插入10吋瓦斯抽放管时，及时掐接10吋瓦斯抽放管路，并将8吋插管伸出。随着工作面的推进和转载机的前移，及时调整过渡段瓦斯抽放管路的弯曲度，保证瓦斯抽放管路从煤墙侧平缓过渡到煤

柱侧。

5 结语

通过应用联合瓦斯治理方式，主要取得了以下四点成果：

（1）初采初放时期在两巷密集柱处各搭设一个木垛，采取向采空区漏风的方式稀释采空区的瓦斯，消除了瓦斯积聚现象。正常回采时在进风侧设置挡风帘减少向采空区的漏风量，采用联合抽放的方法治理

瓦斯。

（2）通风费用减少，回风隅角瓦斯超限现象被有效杜绝，使回风隅角的瓦斯浓度始终保持在0.15%～0.40%之间，降低了工作面的瓦斯浓度，实现了工作面安全生产的目标。

（3）工作面的生产能力得到有效提高，在对瓦斯进行综合治理以前，工作面的日产量为1500～2000t，而实施治理以后，工作面的最高日产量可以达到2900t，实现了工作面的高产、稳产，保障了煤矿的安全生产。

（4）工作面的风排瓦斯量明显减少，工作面的风排瓦斯量平均为2.5m3∕min。

参考文献

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作者简介：刘向伟（1981-），男，河南永城人，供职于河南煤业化工集团永煤公司城郊煤矿，研究方向：矿井综采

管理。