高突矿井综采工作面瓦斯治理技术

摘 要：本文以28810工作面为主要研究对象，对此工作面的情况进行简单描述，并且详细描述了综采工作面的瓦斯抽采系统的特点，通过对抽采系统的分析，提出28810工作面瓦斯涌出情况，进而整理出高突矿井综采工作面瓦斯治理的方法和技术手段，这一理论可以用于减少突发事件的发生。

关键词：煤层开采;瓦斯;治理技术

1 工作面情况介绍

在传统的生产工作方式中，煤层经过开采以后，所处岩层会发生一些变化，产生裂隙主要分为两类：穿层裂隙和离层裂隙。28810综采工作面位于+860水平八采区8#煤层，28810工作面轨顺巷道断面为19.8m2，走向长度为1099-1038m，切眼断面为34.4m2，倾斜长度为201m，皮顺巷道断面是22m2。煤层的瓦斯含量是9.83m3/t，可采储量约为114万t左右，此综采工作面的计划日产量大约为5858t。煤层开采进程不断推进，开切眼将逐渐增大，开采距离也越来越远，此因素影响下，在综采工作面中部，产生的离层裂隙将会逐渐被压实。同时开采区上、下两侧将会受到支撑作用，主要受到煤壁的支撑，由于这种作用出现离层裂隙，仍可恢复到发育状态。

2 综采工作面瓦斯抽采技术的特点

通常情况下采取的主要抽采措施可总结为：“本煤层、高抽巷、低抽巷、瓦斯治理巷横贯埋管”，下文将详细描述。

2.1 本煤层瓦斯抽采

原八采2#域预抽巷名称现变更为28810皮顺，原八采2#预抽巷钻孔现均为28810工作面本煤层钻孔，28810皮顺60m处至1070m处施工钻孔进行瓦斯抽采，施工巷道右帮瓦斯抽采钻孔（掘进方向），钻孔倾角取0°-2°，钻孔直径为113mm，终孔直径为113mm，钻孔间距为5m，总共设计施工184个钻孔，设计深度为216m，累计进尺39744m，预计抽采瓦斯量为2.5m3/min。

2.2 高抽巷瓦斯抽采

28810工作面高抽巷采用的是密闭插管D450mm“PE”抽采，高抽巷位于28810工作面上方，内错皮顺有35m，断面积为8m2，预计抽采瓦斯量16m3/min。如图1所示。

2.3 28810低抽巷瓦斯抽采

抽采钻孔施工从低抽采巷外端100m处开始至末端150m处，具体位置见图2。钻孔倾角取0°～2°，钻孔深度为200-260m之间，钻孔的孔径是113mm，共设计钻孔有190个，由于28810低抽巷0-642m位于无突出危险区，所以642m之后的部分位于突出危险区。综上情况，故0-642m位于无突出危险区，设计施工106个，钻孔设计深度范围在200-246m之间较为恰当，钻孔进尺为26076m，设计施工84个，钻孔设计深度的范围在200-260m之间，钻孔进尺为21840m，合计进尺45490m，预计抽采瓦斯量为5m3/min。

2.4 28810瓦斯治理巷瓦斯抽采

28810瓦斯治理巷内布置一趟D426mm不锈钢管，采用横贯埋设D450mm“PE”管对28810采空区进行瓦斯抽采，共计17个横贯。预计抽采瓦斯量为1.5m3/min。28810瓦斯治理巷横贯埋管示意图3。

3 综采工作面瓦斯涌出情况与瓦斯治理技术分析

根据《东曲煤矿瓦斯涌出量预测》以及邻近的28808工作面回采期间的瓦斯涌出情况，预计28810工作面回采期间的最大绝对瓦斯涌出量为40m3/min，预计相对瓦斯涌出量为9.83m3/t。其中本煤层5.89m3/t，邻近层3.94m3/t（包括上邻近层1.58m3/t，下邻近层2.36m3/t）。煤层原始瓦斯含量的最大值为7.70m3/t、残余瓦斯含量约为4.11-5.38m3/t。在瓦斯治理技术上，可以通过以下几种方式：

①在上隅角瓦斯治理方面制定合理办法。实际工作通常利用后退式设置，主要是因为工作面通常不是完全静止的，当产生移动时，会出现风巷填充不结实现象，将发生漏风情况造成故障。设置此模式，对插软管产生一定封闭作用，达到抽放上隅角瓦斯效果，即便瓦斯在回风岗沉积，并且向工作面涌入，也可轻松应对。当工作面发生移动时，要将抽放软管预埋处理，将其放置在采空区上风港位置，注意要将它其中一头深入到上隅角，并且在管口附近预留出不小于3m3空间，同时，封闭1-2m。除预留空间一端，将另一头和风向抽放管路进行连接，并且要采取抽放措施;

②合理选取综采工作面的配风量，配风量会对瓦斯涌出产生影响，瓦斯治理从源头上找到解决办法，要保持配风量合理性，控制瓦斯涌出量。当供风量保持在临界时，综采面上隅角瓦斯浓度将会减少，在减少配风量情况下，瓦斯浓度将会降低。要以不同煤层的瓦斯为主要依据，为此项综采工作设定合理配风量，通过控制配风量治理瓦斯量，防止其超标造成突发事件。28810工作面采用“U”型通风系统，轨道顺槽进风，皮带顺槽回风，需风量3188m3/min，预计配风量3500m3/min。新鲜风流：羊圈港进风斜井→+860西翼轨道巷→+860水平石门→+860东翼轨道巷→联络巷→八采区8#煤辅助运输巷→28810轨道顺槽→工作面;污浊风流：工作面→28810皮带顺槽→回风联络巷→28810瓦斯治理巷→八采边界回风巷→+860西翼上组煤总回风巷→羊圈港回风立井→地面;

③顶板钻场抽放方式和钻孔抽放措施，可根据回采工作面的岩层裂隙带，对高位钻孔设置，并明确不同矿场和煤层之间垂直距离。要想提升顶板钻孔有效性，就要完成对顶板裂隙抽放处理，要对高位钻孔有效合理的利用发挥其应有作用，有效降低瓦斯涌出情况。

4 综合防止突发事件发生措施

根据《西山煤电集团有限责任公司东曲煤矿8#煤层煤与瓦斯突出危险性区域预测报告》的结论，28810工作面切眼0-631m位于突出危险区，其他区域位于无突出危险区。工作面区域防突措施为顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯。经区域措施效果检验，区域措施有效，已无突出危險，回采过程中采取安全防护措施并进行区域验证。安全防护措施主要包括压风自救系统和工作面顺槽掘进期间设置的工作面避难所;区域验证采用钻屑指标法，每次经验证无突出危险后允许回采8m。在回采期间，若遇地质构造等情况则应适当减少允许回采米数。采取风排加抽采的瓦斯综合治理措施，工作面回采期间最大绝对瓦斯涌出量为40m3/min，抽采量25m3/min，风排瓦斯量15m3/min，抽采率可达到62.5%，抽采措施为本煤层+高抽巷+低抽巷+瓦斯治理巷抽采。

综上所述，在矿井开采工程中，安全是摆在第一位的，瓦斯对人们造成的威胁是最大的，所以研究高突矿井综采工作面瓦斯治理技术，对于安全生产十分必要，本文从不同角度提出三种工作面瓦斯治理技术，分别是在上隅角瓦斯治理方面制定合理办法、合理选取综采工作面的配风量、制定合理的顶板钻场抽放方式和钻孔抽放措施，不同方法的最佳适用情况略有差别，这一理论的研究，对于28810工作面，具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]胡殿明，林百泉.煤层瓦斯赋存规律及防治技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006.

[2]闫文德.高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理技术研究[J].中国高新技术企业，2015（05）：160-161.

作者简介：

高毓（1987- ），男，汉族，山西忻州岢岚人，2010年毕业于中国矿业大学，安全工程专业，职称：通风工程师，从事一通三防技术工作。