辛安矿高瓦斯地区采煤工作面瓦斯治理与应用

王银

【摘 要】冀中能源峰峰集团辛安矿位于邯郸市西南50km，峰峰矿区南端，于1970年4月10日在黄沙井田破土动工，1971年10月1日投产，年设计生产能力30万吨，1976年达到设计能力。经过一系列的矿井改扩建，逐步加大科技投入，提高矿井机械化水平，矿井产量逐年上升， 2009年矿井核定生产能力达到120万吨，迈入国有大型矿井行列。

【Abstract】Jizhong Energy Fengfeng Group Xin'an Mine is located in the southwest of Handan city， 50km， the south end of Fengfeng mining area. In April 10， 1970， it began to break ground in the yellow sand minefield and put into operation in October 1， 1971. The annual design and production capacity was 300 thousand tons， and the design capacity was reached in 1976. After a series of mine renovation and expansion， Xin'an mine has gradually increased investment in science and technology， improved mine mechanization level， and increased mine output year by year. In 2009， the approved production capacity of mine reached 1 million 200 thousand tons， and entered into the ranks of large state-owned mines.

【關键词】矿井；通风；瓦斯

【Keywords】mine； ventilation； gas

【中图分类号】TD712 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）01-0182-02

1 实施背景

随着开采深度的不断延深，辛安矿瓦斯涌出量也不断增大，特别是辛安矿2162工作面，回采期间瓦斯涌出量达到18～20m3/min左右，单个回采工作面如此大的瓦斯涌出量，在集团公司也尚属首次。如果该工作面的瓦斯治理不好，会给正常生产造成很大的隐患，只有搞好工作面瓦斯抽采，才是治理好工作面瓦斯最有效的办法。通过增加钻孔数量，加大钻孔直径，从而加大工作面瓦斯抽采量。对钻场布置方法的改良以及采取堵钻场方法，解决了工作面过钻场期间瓦斯超限问题。通过对瓦斯抽采技术的改进，2162工作面瓦斯得到了有效治理，保证了工作面的安全生产。

2 瓦斯治理现状

冀中能源峰峰集团辛安矿2162工作面为辛安矿所开采的-500南翼第一个回采工作面，位于辛安矿-500水平南翼的216采区。2162工作面走向长度1200m，工作面平均长度110米，煤层厚度平均5m，工作面两巷采用锚网索+W钢带进行支护，工作面采用综采放顶煤开采，工作面在掘进期间，运料巷和溜子道分别安装有两台2×15kW、2×30kW风机进行供风，配风量分别在1500m3/min，回风流中瓦斯浓度在0.7%左右，瓦斯涌出量在7m3/min，回采期间工作面瓦斯涌出量达到18～20m3/min左右，为辛安矿目前开采的最大瓦斯涌出工作面。如何解决工作面回采期间的瓦斯，成为摆在面前最大的问题。

为此在工作面回采前，辛安矿领导和通风区全体管理人员群策群力，积极想办法，认为必须加强工作面抽采，这是解决这一问题的最好办法。在以往的工作面治理瓦斯，我们采取工作面运料巷做高顶钻场进行边采边抽的瓦斯治理方法，每个钻场采用MK-5s钻机施工5个钻孔，每个钻孔直径94mm，钻孔长度100m，沿工作面走向，向采空区方向布置，同时在上隅角埋设6寸PVC管进行瓦斯抽采（如图1所示）。

应用该方法后，在以往工作面瓦斯治理取得了比较不错的效果，工作面瓦斯抽采量达到5m3/min，但是在工作面回采到钻场附近，通过高顶钻场时，大量瓦斯沿钻场通路涌入到工作面运料巷，造成工作面瓦斯超限，致使工作面不能正常生产。同时对于2162工作面如此大的瓦斯涌出量，抽采4～5m3/min的瓦斯量，对工作面瓦斯的治理也不能很好地解决。因此只有对工作抽放技术进行改造，才能有效地治理好2162工作面的瓦斯。

3 主要做法

经过辛安矿领导和通风区全体管理人员的研究，在2162工作面瓦斯治理上主要从如下几方面做了改进。

第一，加大工作面瓦斯抽采量，增加钻孔数量，加大钻孔直径进行抽采瓦斯，采取了工作面运料巷做高顶钻场进行边采边抽的瓦斯治理方法。每个钻场采用MK-5s钻机打钻，每个钻场由以往的5个钻孔，增加到8～10个钻孔，采用两排布置，钻孔孔径从以往的89mm加大到94mm，钻孔长度100m，钻场间距70m，沿工作面走向，向采空区方向布置，钻场布置在距工作面运料巷10m，距大煤顶板3m的位置，每个钻场内钻孔按终孔位置水平投影，距运料巷1m 、3m、5m、8m、10m、12m、15m、18m、20m的不同距离布置8～10个钻孔，钻孔分上、下两排布置，第一排布置5个，第二排布置3～5个，上下两排间距0.4m，第一排钻孔终孔距大煤顶板高度为10～12m，第二排钻孔终孔距大煤顶板高度为15～16m，两个钻场之间相邻的两组钻孔交叉30m布置。在工作面运料巷布置有8寸、6寸两趟PVC管路直接与矿井12寸抽放主管路相连，8寸管路接工作面钻场上排钻孔，6寸管路接工作面下排钻孔，从而加大工作面瓦斯抽采量。

第二，在过钻场期间，经观察，钻场通路内的瓦斯浓度平均在7%左右。钻场出口处的运料巷瓦斯浓度在3%左右，工作面运料巷回风处的瓦斯浓度在1%左右，居高不下，致使工作面被迫停止生产和减产，钻场通过困难，给工作面带来很大的不安全生产因素。为了解决该问题，我们采取首先对钻场进行改造，由以往的钻场与运料巷70度布置（如图2所示），改为现在的钻场与运料巷90度垂直布置（如图3所示）

第三，这样布置钻场后，减少了工作面通过钻场时间和钻场通路距离，又减少了钻场施工工程量。同时在工作面钻场施工完毕钻孔，接入抽采系统，对钻场进行密闭，密闭时在钻场通路的全岩段处（距运料巷口约2m处）用木点柱和编织袋装煤建墙进行密闭钻场，堵墙前接四寸铁管到钻场墙以里1.5m处，并接入抽采系统进行抽放，留好观察抽采浓度的孔。这样一来，使老孔内的瓦斯不能沿钻场通路涌入运料巷内，工作面回风侧的瓦斯浓度与未过钻场时基本一样。

4 实施效果

经过以上的抽采技术改进后，2162工作面目前抽采瓦斯量为11m3/min左右，配风量为1300m3/min，回风流中瓦斯浓度0.4%左右，出煤期间瓦斯浓度在0.5%左右， 工作面上隅角瓦斯浓度在0.7%左右，从未出现过瓦斯超限现象。2162工作面的瓦斯治理得到了集团公司的好评，实现了工作面安全生产，为保证辛安矿年产150万吨做出了突出贡献。endprint