矿井保护层工作面立体式综合瓦斯治理技术的应用

摘 要：近距离煤层群开采保护层作为矿井区域消突措施时，周边的瓦斯涌入工作面，再加上本煤层的瓦斯和采空区瓦斯的大量涌出，给保护层开采工作面瓦斯治理工作带来极大的困难，通过本煤层钻孔、下邻近拦截钻孔、裂隙带千米钻同时加强上隅角埋管抽采的立体式综合瓦斯治理手段，从而有效治理保护层工作面瓦斯。

关键词：邻近层;瓦斯涌出;立体式;瓦斯治理

Abstract：To close distance coal seam group mining protective layer as a mine area outburst prevention measures， the surrounding gas into the working face， coupled with the coal seam gas and goaf gas emission， to the protective layer mining face gas control work brings great difficulties， through the coal seam drilling， the next adjacent interception drill hole， fracture Zone kilometer drill at the same time to strengthen the upper corner buried pipe drainage three-dimensional Comprehensive gas control means， so as to effectively control gas in protective layer working face.

Key words：adjacent layer;gas emission;three dimensional;gas control

近年来该矿井产量逐年递增，其采掘方向逐渐向深部发展，使煤层瓦斯压力含量越来越大，由传统高瓦斯矿井逐渐升级为煤和瓦斯突出矿井。该矿井煤层埋深较大，而透气性能指数低，因此瓦斯抽采效率低的，传统所采用的瓦斯治理手段已不能满足安全生产的要求，需采取保护层开采等煤层增透技术并开展卸压瓦斯抽采等全方位瓦斯治理措施，才能确保该矿安全、高效开采。但该矿井保护层工作面距离被保护层大约18m，在开采过程中被保护层工作面泄压之后大量瓦斯涌入保护层，导致工作面中回风流和上隅角瓦斯涌入无法有效控制。针对这一问题，矿井制定本煤层钻孔、下邻近拦截钻孔、裂隙带千米钻同时加强上隅角埋管抽采的立体式瓦斯综合治理手段，保护层工作面瓦斯得到有效管控。

1 工作面基本概况

某保护层工作面位于该矿井一采区北翼，东面距被保护层工作面材巷43m（已掘），西面距被保护层工作面运巷52m（已掘），标高为695-726m，工作面埋藏深度512-669m，距离被保护层工作面上18m，可采长度为1017m，

切眼设计长度85m平均煤厚1.28m，属薄煤层工作面。

2 工作面通风系统及瓦斯来源

这一保护层采用u型通风，也就是运输港进风和材料巷回风的方式，在生产中配风量达到1200m3/min，该保护层回采过程中瓦斯主要来源于本煤层以及采空区、周边保护层瓦斯，根据数据分析未来一段时间内该工作面本煤层瓦斯涌出量达到2.8m3/min，占总涌出量18%。下部周边层瓦斯量达到7.1m3/min，占总储量45%，采空区瓦斯涌出量达到5.9m3/min，约占总涌出量的37%左右。

3 保护层工作面瓦斯综合治理方案

3.1 本煤层顺层钻孔

在保护层工作面材巷左帮施工施工本煤层顺层钻孔169个，钻孔间距6m，孔深75m，倾角沿煤层倾角（1°-9°），方位角270°，钻孔总计进尺12675m。

3.2 拦截钻孔

在被保护层材巷左帮（110m-1120m）每隔6m施工一个

2#煤拦截钻孔，共施工钻孔168个。为取得最佳拦截效果，按照三个区段分不同的倾角进行施工2#煤拦截钻孔。1#-56#孔深136m，倾角煤层倾角+2°，终孔位置距保护层煤底板11.2m;57#-112#孔深136m，倾角煤层倾角+4°，终孔位置距保护层煤底板6.2m;113#-168#孔深136m，倾角煤层倾角+6°，终孔位置距保护层煤底板1.2m。钻孔方位角270°。

在被保护层材巷左帮（56-1155m），每间隔6m设置一个煤拦截钻孔，要求孔深达到170m左右，倾角（1°-8°），方位角270°，间距6m，共施工钻孔184个。

3.3 上隅角埋管抽采

为有效防止采空区瓦斯涌入，确保工作面实现安全生产，要求在工作面上隅角位置埋设抽采管路（图1），可以使用迈步式埋管抽放。

3.4 裂隙带千米钻

在保护层材巷左帮施工钻场，利用ZYWL-13000DS型千米钻机施工顶板走向高位裂隙带定向长钻孔（图2），每个钻场施工主孔3个，孔径Φ153mm，钻孔间距为1m，钻孔高度标记为10m，1、2、3号孔位置距离保护层材巷左帮分别达到15m、30m、45m，以治理工作面生产期间的裂隙带瓦斯。

4 保护层工作面立体式综合瓦斯治理效果

该保护层工作面从2020年3月开采至今，立体式瓦斯综合治理技术取得了良好的效果，工作面瓦斯涌入获得有效控制，将上隅角位置和回风流瓦斯涌入浓度分别控制在0.5%和0.3%以下，真正实现低瓦斯状态下煤和瓦斯突出矿井的安全开采目的。

5 结论

通过上述数据表明，近距离煤层群开采保护层作为区域消突措施时，由于煤层间距小，因此大量被保护层泄压后瓦斯涌入保护层中，是抑制保护层安全开采的重要因素。通过本煤层钻孔、下邻近层拦截钻孔、顶板裂隙带千米钻孔及上隅角迈步式埋管抽采的立体式瓦斯综合治理手段，使保护层工作面瓦斯得到有效管控，是符合該矿井实际情况的可行的保护层开采瓦斯治理手段。

参考文献：

[1]童云飞.某矿井采掘瓦斯来源量化分析报告[J].平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司，2018（07）.

作者简介：

王承财（1989- ），男，汉族，山西省平遥县人，助理工程师。