马兰矿10505综采工作面瓦斯综合治理应用

赵磐，阴永生，李春仁，涂育红

（西山煤电集团有限责任公司马兰矿，太原 030205）

马兰矿10505综采工作面瓦斯综合治理应用

赵磐，阴永生，李春仁，涂育红

（西山煤电集团有限责任公司马兰矿，太原 030205）

根据马兰矿10505工作面所采煤层瓦斯含量及邻近煤层瓦斯含量计算出工作面回采期间的绝对瓦斯涌出量，分析了瓦斯来源，采取了瓦斯综合治理措施，有效地确保了工作面正常回采，为类似工作面瓦斯治理提供依据。

综采工作面；绝对瓦斯涌出量计算；瓦斯治理

1 工作面概况

马兰矿10505工作面对应地表位于后头沟东南部，后梁上北东部，大沟以北，主要出露地层有P2S2、N2、Q2+3。盖山厚度为330 m～509 m，平均厚度401m。两巷均开口于南五采区02号煤进风轨道下山，轨道巷西北部间隔20 m～120 m为10503采空区，间隔40 m～140 m为10505底抽巷（已到位），间隔65 m～165 m为12503采空区；皮带巷东南部间隔194 m～234 m为10509采空区；西南部暂无工程。10505工作面设计可采走向长1391 m，倾斜长177 m、163 m、76m，平均采高1.54 m、2.45 m，可采储量48.27万t。煤层赋存及煤质情况如表1所示。

2 工作面瓦斯涌出量计算

该综采工作面瓦斯来源包括开采层瓦斯涌出和下邻近层瓦斯涌出两部分。

qc=q1+q2.（1）

式中：qc为回采工作面瓦斯涌出量，m3/t；q1为开采层瓦斯涌出量，m3/t；q2为邻近层瓦斯涌出量，m3/t。

经计算可得，10505综采工作面回采期间绝对瓦斯涌出量为14.6 m3/min，本煤层瓦斯涌出量为10.4 m3/min，占71%，下邻近层2号煤层瓦斯涌出量为4.2m3/min，占29%，故该工作面必须采取抽采治理瓦斯措施。

表1 煤层赋存及煤质情况表

3 抽采工程

3.1本煤层钻孔

10505工作面本煤层钻孔从皮带巷里程255m开始布置，每3 m施工1个，至皮带巷里程1 400 m结束，共施工钻孔433个，钻孔倾角为煤层倾角(考虑到钻孔施工过程中钻杆下沉量，取钻孔倾角大于煤层倾角0.5°)，由于10505工作面Ⅰ切眼长度由180m变更为80m，Ⅱ切眼长度由180m变更为160m，所以740 m～1 120 m段本煤层钻孔孔深为150 m，1 120 m～1 400 m段本煤层钻孔孔深为60 m，其他孔深为160 m。钻孔开孔距巷道底板1.3 m～1.5m，孔径为113mm。

3.2低位裂隙带钻孔

为有效治理10505工作面上隅角瓦斯，在10505皮带巷每两个高位裂隙钻场之间补充施工一组低位裂隙带钻孔对上隅角进行抽采，10505工作面低位裂隙带钻孔设计平面示意图，见图1。

图1 10505工作面低位裂隙带钻孔设计平面示意图

在10505工作面皮带巷内，从3号钻场朝后退40 m位置开始（轨道巷里程1 112 m），每隔75 m朝切眼方向施工一组低位裂隙带孔，共施工14组，每组布置5个钻孔，1号、2号孔开孔于皮带巷顶板，距巷帮分别为1m、2m，3号-5号孔开孔于巷帮与顶板夹角位置，开孔间距3 m；终孔垂高分别为4、5、6、7、8倍采高（采高按2.5 m计算）；其中1号孔平行于巷道布置，2号-5号孔终孔距回采帮距离分别为4 m、10 m、16 m、22 m，钻孔孔深为70 m～75m，孔径113mm。

3.3下邻近层钻孔

为治理10505底板瓦斯，根据煤层层位关系，外错10505轨道巷44m提前沿下临近2号煤层施工一条顺槽作为10505工作面底抽巷，底抽巷全长1 400m。沿底抽巷朝10505工作面方向施工下临近层钻孔，治理10505工作面底板瓦斯。根据底抽巷的设计情况，将钻孔布置如下：下临近层钻孔从10505底抽巷里程50m（里程从南八轨道大巷起算）开始施工第一个，以后每3 m施工一个，至里程1 331 m结束，共施工钻孔428个；钻孔垂直于巷道施工，孔深均为160 m，钻孔倾角为煤层倾角，钻孔开孔距巷道底板1.3m～1.5m，开孔、终孔孔径均为113mm。10505底抽巷下临近层钻孔设计平面示意图，见图2。 3.4上隅角悬管抽采

图2 10505底抽巷下临近层钻孔设计平面示意图

工作面上隅角悬管采用跨步方式进行埋管，相邻两跨步间间距10m，当前一个悬管管路距支架1 m时，埋入后一个抽采管路，依此交替循环，直至回采完毕。

4 瓦斯治理效果分析

10505工作面于2015年3月5日开始回采，并于2015年12月5日回采完毕，对2015年3月5日至3月15日期间瓦斯浓度进行监测，将一天当中同一地点测值取最大并整理如下图所示，其上隅角、回风巷、工作面瓦斯浓度，见图3。

图3 10505底抽巷下临近层钻孔设计平面示意图

实际生产过程中，该工作面实配风量1 300 m3/min，工作面瓦斯浓度均低于0.4%，回风瓦斯浓度均低于0.5%，上隅角瓦斯浓度均低于0.8%，从分析结果来看，所设计的瓦斯治理方案合理，满足工作面瓦斯治理要求，确保了该工作面的正常回采。

5 结束语

10505工作面瓦斯综合治理，通过采用本煤层抽采、低位裂隙带抽采、下邻近层抽采和上隅角悬管抽采治理瓦斯及合理有效的通风措施，有效解决了工作面瓦斯问题，对类似工作面瓦斯治理有一定指导作用。

[1]周世宁，林柏泉.煤矿瓦斯动力灾害防治理论及控制技术[M].北京：科学出版社，2007.

[2]钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[3]李贤忠，朱传杰，刘洋，等.高位钻孔瓦斯抽放技术的研究及应用[J].煤炭工程，2010（6）：38-41.

[4]王政伟.采空区瓦斯抽采技术在黄白茨矿的研究与应用[D].包头：内蒙古科技大学，2011.

（编辑：武晓平）

Gas Control of No.10505 Fully-mechanized M ining Face in M alan M ine

ZHAO Pan,YIN Yongsheng,LIC hunren,TU Yuhong
(Malan Mine,Xishan Coal&Electricity Group,Taiyuan 030205,China)

Based on gas contentof the No.10505 working face and adjacent faces,the absolute gas emission rate was calculated in the process of caving.The gas source analysis and controlmeasurement effectively guaranteed the normal caving of the mining face,which could provide rationale for the gas control in the similar situation.

fully-mechanizedmining face;calculation ofabsolutegasemission rate;gascontrol

TD712

A

1672-5050（2016）06-036-04 DO I:10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.12.011

2016-04-28

赵磐（1986－），男，山西原平人，硕士，工程师，从事通风安全工作。