高瓦斯厚煤层综放面采空区瓦斯治理技术及应用

摘 要：近几年，工业发展十分迅猛，致使对煤炭资源的需求量逐渐提升，因此矿井开采深度、施工范畴以及机械化逐渐提升，掘进工作面的瓦斯流量逐渐提升。同时借助增加风量来缩减瓦斯含量的方式，由于巷道断面面积与风速的影响，无法达到安全施工的标准。针对此种情况有关煤矿开采公司则必须不断提升施工工艺，针对厚煤层进行施工期间，瓦斯含量较高的现象一直以来就是威胁常规开采活动的主要因素。所以，需要针对瓦斯含量较高或者煤层厚度较大的矿层进行施工期间应用的各项工艺展开探究，进而提升矿井施工期间的安全性。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对高瓦斯厚煤层综放面采空区瓦斯治理技术及应用提出了一些建议，仅供参考。

关键词：高瓦斯;厚煤层综放面;采空区瓦斯治理;技术及应用

采用高位钻孔抽采技术对采空区瓦斯进行治理，抽放量占工作面瓦斯总抽放量的58%，工作面综合瓦斯抽放率达到40%以上，对工作面、回风流和上隅角的瓦斯超限问题进行了有效治理，为工作面的安全生产奠定了基础。

1 加强高瓦斯厚煤层综放面采空区瓦斯治理技术的重要性

因为矿井施工深度与强度的逐渐提高，致使瓦斯流出量也在逐步增加，安全性不断降低。采空区中瓦斯流出数量通常是工作面瓦斯流出数量的50%-60%之间，因此必须对采空区中的瓦斯展开良好的管控。采空区瓦斯管理工作效果比较显著，鉴于淮南矿业集团与澳大利亚的研究结果，针对地表中直径相对较大的钻孔展开探究;相关工作者借助研究采空区瓦斯的根源，制定了完善之前采空区钻孔布局方式;以千米长羽状钻孔为研究对象，能够研究出钻孔流量负压与钻孔长度的联系;针对采空区瓦斯相关情况展开探究，能够发现采空区瓦斯富集机理，并且为后续开展瓦斯管控工作提供依据;若想处理好工作面施工前期与正常回采阶段内瓦斯相关情况，制定了伪倾斜后高抽巷结合走向高抽巷抽放瓦斯工艺;借助相关知识梳理、数据演算、实际操作等方法判定了高抽巷最适宜的方位。根据此部分结果大多数是针对单独的采空区管理方式在瓦斯管理过程中的作用进行探究，但是针对同样地质情况下各个采空区管理方法产生的不同成效探究工作相对偏少。所以，需要选取一个矿井为研究对象，针对数据演算、实际测量的方式，应用高抽巷瓦斯采集工艺针对厚度较大的库鞥层综放面采空区进行管理，同时依据结果判定最佳管控方式，确保能够给厚度较大矿层施工期间瓦斯管控工作奠定基础。

2 高瓦斯厚煤层开采过程中引发瓦斯灾害的因素

瓦斯涌出危害的产生通常是因为矿层中瓦斯存储环境引起的，譬如瓦斯含量、矿层的透气性、压力与地质结构等。干扰矿井矿层瓦斯存储状况的参数大多为倾斜角度、埋藏深度与吸附特性等方面。矿层倾斜角度偏小的情况，瓦斯很难排泄出来，进而提升了瓦斯的数量;矿层埋藏深度若是不深，同时地质构干扰较低的位置，会因为埋藏深度的加深而提升瓦斯含量与压力;矿层吸附性能较高、周边岩层透气性差，能够在一定程度上提升矿层中瓦斯量。

如今，针对瓦斯含量较高矿层厚度较大的综放面采空区进行施工期间关于瓦斯处理工艺依然有众多不足。通常条件下，开展瓦斯整治的工艺大多为矿井通风、防突工艺以及生产规划等，并且防突工艺十分重要，主要涉及局部整治与区域整治两种。局部整治适用于瓦斯含量较高矿层较厚的矿井施工工作面;区域整治适用于瓦斯含量较高矿层较厚的矿井施工期间矿层瓦斯的收集与保护层施工等位置展开整治。

3 高瓦斯厚煤层综放面采空区瓦斯治理技术及应用

3.1 抽采区域

高位裂隙钻井技术是如今正值采空区瓦斯相关问题的重点技术，把钻孔终孔布局在瓦斯含量较高的位置能够有效的提升瓦斯的抽采质量。若是终孔布局的位置较高，此位置内裂隙存在问题，进而无法良好的和采空区建立瓦斯运输管路，造成抽采质量较低;若是终孔布局位置较低，因为冒落带会和抽放钻孔连接，进而影响抽采质量。所以，针对采空区上方岩层的损坏法则与“竖三带”位置的布局，能够保证开采钻孔布局的科学性与实用性。

3.2 抽采效果预测

针对矿井上分层工作面采空区中的瓦斯应用沿空埋管与横贯密闭插管相结合的方式进行开采，借助地面瓦斯泵站中低负压设备开展施工，开采混量大概是180m3/min，瓦斯含量大概是2.3%，在此种情况下开采纯量是4.14m3/min。并且，因为各个回采工作面瓦斯突出量各不相同，根据1.2倍的富裕系数展开测算，估计最近建设的矿井内部暂时瓦斯开采体系中瓦斯开采量大概是5.0m3/min。此外，借助查看周边矿井开采经历而言，应用以上采空区瓦斯开采多事，瓦斯含量通常不会低于4%。依据实际工作和上隅角瓦斯整治的要求，必须保证上隅角位置有风经过，同时可以确保风速的平稳性，进而判定回采工作位置采空区瓦斯开采纯量是5.0m3/min，瓦斯含量为4%。

3.3 抽采管路的选择及布置

瓦斯收集设施管路的直径选用的科学性，在一定程度上决定着瓦斯体系建筑投入和开采体系施工效率。开展开采设施管路选取工作期间，实际内径的测算公式是：D=0.1457QV，其中，D表示开采设施管路内径;V表示开采管路中瓦斯流速的均数，而且最佳流速大约在每秒5-12m;Q代表的是施工管路中混合瓦斯流量，计算单位是m3/min。上分层工作面施工位置能够划分为正压区域与负压区域，正压区域主要为总回风巷和抽采泵站之间的位置，负压区域为抽采泵站和回风顺槽埋管支管管口之间的位置。

3.4 瓦斯治理措施

针对工作面进行回采过程中有效的将本矿层钻场扇形钻孔事先抽取、上隅角采空區埋管抽取、回风巷钻场高位钻孔抽取与顶板高位定向长钻孔抽取等技术融合到一起，进而开展良好的瓦斯整治工作。本矿层钻场扇形钻孔事先抽取指的是针对工作面回风巷位置布设钻场，且其两两之间的距离是60m，同时各个钻场中包含5个钻孔，两两钻孔之间距离12m，每个钻孔直径为153mm，施工深度是9m。此种施工方式通常适用于本矿层中针对瓦斯开展实现抽取，进而缩减工作面矿层中瓦斯数量。上隅角采空区埋管抽取方式指的是若想良好的处理工作面上隅角瓦斯含量较多的情况，在工作面回风巷中建设瓦斯抽取管路，管路半径为150mm。应用矿井内部活动抽放设备开展瓦斯抽取工作。

3.5 抽采效果分析

例如，一个回采工作面中上隅角埋管瓦斯采集完成后，上隅角瓦斯含量和以前0.75%缩减到6.2%，瓦斯涌出量出现情况相对较少。所以，上隅角埋管收集方式为矿井的安全开采奠定了有效的基础。高位钻孔瓦斯收集效率研究：高位钻孔瓦斯收集，可以有效的收集上方岩层全部矿层遭到损坏后抽采是瓦斯，钻孔一直和断裂带处于有效的连接，同时良好的应用采空区瓦斯上溢现象，抽取较高的收集瓦斯含量。钻孔位置偏高能够保证良好的收集施工工作面个别采空区瓦斯与周边排压瓦斯，拥有收集瓦斯含量较大，收集工作效果较高，施工用时偏长且工作投入较少的特性。

4 结束语

综上所述，高瓦斯厚煤层的开采实践证明，此类工艺技术较为成熟且先进，并具有安全、可靠、采出率高的优势。而煤矿生产安全是影响企业顺利发展的重要因素，在高瓦斯厚煤层开采过程中要做好瓦斯防治工作，但是，对于高瓦斯厚煤层的开采工作来说，瓦斯治理是一项复杂的系统工程，矿井中瓦斯情况复杂增加了现场开采的难度。为防治相关问题，必须抓住相应的技术特点，深入研究，创新技术，尝试各类新技术、新途径，提升防灾减灾的技术、装备水平，避免和减少煤与瓦斯突出事故的发生。

参考文献：

[1]唐一举.高瓦斯厚煤层综放面采空区瓦斯治理技术及应用[J].河南科技，2019（31）：71-73.

[2]李军艺.高瓦斯厚煤层综放面采空区瓦斯治理技术及应用[J].中国煤层气，2018，15（04）：40-43.

作者简介：

任红军（1986- ），男，汉族，籍贯：山西临汾，本科，2013年毕业于太原理工大学采矿工程专业，现任职务：通风区队长，现在职称：采煤工程师，研究方向：通风与安全。