顶分层工作面瓦斯综合治理技术应用

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1、顶分层采煤工作面瓦斯综合治理技术应用　李文龙（淮北矿业集团公司芦岭煤矿，安徽淮北，234113）摘要：瓦斯的综合治理是每一个煤矿企业关注的一个话题，采取什么样的治理方法，必须根据实际情况去制定。本文主要是针对芦岭煤矿8煤层及瓦斯赋存条件，采用高位钻孔、上隅角埋管、底板穿层钻孔、顺层孔等瓦斯综合治理措施，有效解决了8煤顶分层工作面回采期间瓦斯超限问题。关键词：顶分层瓦斯综合治理1.概况芦岭煤矿是淮北矿业集团公司煤与瓦斯突出最为严重的一对生产矿井。矿井瓦斯绝对涌出量113.85m3/min，相对瓦斯涌出量27.45m3/

2、t，其中8煤瓦斯绝对涌出量106.55m3/min，相对瓦斯涌出量31.53m3/t，8煤瓦斯涌出量占整个矿井的瓦斯涌出量的93.5%。矿井主采8层煤为井田赋存比较稳定的主采煤层，但煤的结构属于极其松软、破碎类型，坚固性系数在0.2~0.3之间，透气性差（透气性系数为2.82×10-2m2/MPa2.d）。自建矿以来已经发生大小有记录的煤与瓦斯突出或动力现象20余次。8煤顶分层在掘进与生产过程中瓦斯治理难道大，顶分层回采过程中瓦斯动力、瓦斯超限等现象严重。为了更好地解决顶分层工作面瓦斯超限问题，除抽放外，还采取了综合

3、防治措施，效果很好。2.瓦斯综合治理的整体思路通过多年的实践，我矿瓦斯治理的思路是：以区域性治理措施为主、局部治理措施为辅，多措并举，以用促抽，做到“抽、掘、采”平衡的思想。芦岭矿第一套矿井永久瓦斯抽放系统于1973年建成投入使用，安装了SZ-4型水环式真空泵2台（其中一台备用），额定抽放能力27m3/min，地面抽放管路管径φ250mm，抽放矿井东部1采区和中部2采区瓦斯，主要是采用底板穿层钻孔预抽8、9煤层瓦斯的方式，作为区域性防突措施，降低回采时的瓦斯涌出量。随着开采深度的增加，产量的增加，抽放能力不能满足生产

4、的需要，先后两次对抽放系统进行扩容改造，目前已在南风井建立两套瓦斯抽放系统，安装了两趟φ529mm瓦斯抽放管路、四台水环式真空泵，其中，2BE3-420-2BY3型水环式真空泵2台，配132kW防爆电机2台，（一台运转，一台备用，额定能力提高到120m3/min），CBF410-2BG3型水环真空泵2台，配160kW防爆电机2台（一台运转，一台备用，额定能力为120m3/min）。3.瓦斯综合治理技术及效果针对二水平8、9煤层煤与瓦斯突出的特点（瓦斯压力大、含量高、煤层特厚、煤质松软、透气性差，煤与瓦斯突出灾害严重）

5、，提出了底板双岩巷穿层钻孔瓦斯抽采模式。充分利用工作面的两条底板集中巷道施工上向网格式穿层钻孔预抽8、9煤层瓦斯，预抽1～1.5a后进行8煤层顶分层工作面的准备工作，煤层预抽率可达30%，煤层瓦斯含量由原先20m3/t降到14m3/t左右，有效降低了煤层的突出危险性。顶分层工作面采掘作业时采取“四位一体”综合防突措施，并配合工作面随采随抽，保证顶分层工作面的开采安全，8煤层顶分层工作面平均日产量650～750t，供风量为900～1000m3/min，上隅角平均瓦斯浓度可控制到0.4％以下，顶分层工作面绝对瓦斯涌出量为

6、19～22m3/min，相对瓦斯涌出量为38～48m3/t。顶分层工作面开采过程中8煤层底分层、9煤层和上邻近层大量瓦斯得以释放，8煤层顶分层工作面开采过后，底分层和9煤层瓦斯含量降为4.8m3/t，彻底消除了煤层的突出危险性，可确保8煤层底分层和9煤层工作面的安全高效开采。4.瓦斯治理方法4.1底板穿层钻孔预抽在8、9煤层底板布置双岩石巷道施工底板穿层瓦斯抽放钻孔，已经被芦岭煤矿作为一种常规、实用的区域防突措施和瓦斯治理措施而长期采用，而且施工技术、手段日臻成熟，应用效果不断改善、提高。施工方法和步骤为：l沿岩石集

7、中巷和岩石轨道巷分别布置若干钻场，钻场间距一般为30m。l每个钻场内沿走向和倾向共布置3列5行共15个瓦斯抽放钻孔；钻孔有效抽放半径为5m，钻孔的孔底间距为10m；每个钻场沿煤层走向控制范围30m；双岩巷抽放钻场沿煤层倾向控制范围100m左右。l钻场内的所有穿层钻孔施工完毕后连入地面永久瓦斯抽放系统，对该区段突出煤层实施穿层瓦斯抽放。每个钻场的具体钻孔布置方式如下图4.1.1所示。图4.1.1底板岩巷瓦斯抽放钻场钻孔布置方式4.2高位钻孔抽放主要在工作面风巷距从切眼向后每隔50～80m施工一个钻场，钻场施工至煤层顶板

8、，在钻场内施工高位钻孔，以Ⅱ825-1工作面为例：Ⅱ825-1（1#-切眼）风巷长105米，在风巷布置2个高位钻场，Ⅰ号高位钻场距切眼50米，Ⅱ号高位钻场距Ⅰ号钻场55米。钻场自风巷施工至距8煤顶板5米，即顶板坚硬砂岩中。（见图4.2.1）图4.2.1高位钻场布置平面示意图图4.2.2高位钻场布置剖面示意图（1-1剖面）共布置5个钻孔，钻孔沿工