贵州水城矿业(集团)有限责任公司--构建“立体抽采”系统 实现矿区瓦斯源头治理

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1、构建“立体抽采”系统实现矿区瓦斯源头治理贵州水城矿业（集团）有限责任公司一、企业概况水城矿业（集团）有限责任公司现有8对生产矿井，除1对矿井为高瓦斯矿井外，其余都是煤与瓦斯突出矿井。设计生产能力1071万t/a，核定生产能力1031万t/a，核定通风能力1351万t/a，2007年生产原煤801万t。水城矿区地质构造复杂，大小断层发育、煤层赋成条件较差，给开采布局、瓦斯治理、顶板管理造成困难；含煤地层为二叠系上统宣威组和龙潭组，矿井开采深度大，目前开采深度在300～800m之间；煤层瓦斯含量高，为15～25m3/t，主采煤层绝大部分是突出煤层并且是自燃煤层

2、，煤尘具有爆炸危险性。近年来，随着矿井开采深度的增加，矿山压力越来越大，瓦斯涌出量逐年上升，煤与瓦斯突出危险性不断增大。历史上曾发生过79次煤与瓦斯突出动力现象，18次瓦斯爆炸事故，12次瓦斯燃烧事故，14次瓦斯窒息事故，瓦斯灾害治理的任务十分繁重。二、构建“立体抽采”系统，实现瓦斯源头治理（一）提前用专用岩石巷道打穿层钻孔抽采瓦斯在煤层开采之前，首先在煤层的下部或上部岩层（或瓦斯含量小的煤层）中开掘抽采瓦斯专用巷道，巷道长度与煤层开采走向长度基本相同，在抽采瓦斯专用巷道内每隔30m13布置一个抽采钻场，在钻场内施工穿层抽采钻孔到开采煤层进行抽采（图1）。

3、抽采钻孔在煤层内成网格布置，钻孔长度80～120m，钻孔终孔间距10m左右。每个钻场布置24～32个钻孔，抽采浓度20％～40％，抽采负压在15～18kPa，抽采纯瓦斯流量在0.5～0.8m3/min，抽采时间达到1年以上。图1大河边煤矿S1376底板专用抽采巷道布置示意图（二）本煤层顺层钻孔先抽后采（掘）掘进工作面掘进前，通常在工作面向前方施工5个直径为65mm、长度为80～100m的顺层抽采钻孔对掘进巷道前方煤体中的瓦斯进行抽采。同时，在掘进工作面巷道两帮布置钻场向掘进前方煤体施工钻孔，钻场间距为30m。在每个钻场内向工作面掘进方向施工5个直径为65m

4、m、长度为60～70m的钻孔对掘进工作面前方煤体的瓦斯进行抽采（图2），抽采时间通常在1个月左右。13图2大湾煤矿111110运输巷掘进工作面抽采钻孔布置示意图采煤工作面生产前，在工作面进、回风巷分别沿煤层施工抽采钻孔，钻孔通常是扇形（图3）和平行布置（图4），钻场间距为20～30m，每个钻场施工10～14个钻孔，钻孔终孔间距3～5m，钻孔长度为80～100m。在工作面回采前预先对本煤层瓦斯进行抽采，预抽时间为3～6个月左右，并且在回采过程中继续对未回采煤体瓦斯进行抽采。图3汪家寨煤矿P41102回采工作面本煤层扇形钻孔布置示意图图4大湾煤矿111108回

5、采工作面平行抽采钻孔布置示意图13图5大湾煤矿111108回采工作面高位巷抽采示意图（三）高位专用巷道抽采瓦斯在采煤工作面煤层顶板上方平行于回风巷道施工一条高位巷，通过高位巷抽采邻近煤层涌出到采空区的瓦斯（图5）。高位巷布置在工作面垮落后形成的裂隙区内，高位巷一般处于煤层顶板上方15～20m，距工作面回风巷内侧约20m处。此方法能将邻近煤层涌出到采空区瓦斯的60％以上抽出，抽采的瓦斯量较大。（四）高位钻孔抽采瓦斯采煤工作面生产前，在采煤工作面的回风巷内每隔60m施工一个高位钻场，通过钻场向工作面上方施工一组8～10个钻孔，钻孔成扇形布置（图6），钻孔位于工

6、作面上方20～30m范围内的裂隙带内，钻孔长度为60～80m。该抽采方法的抽采原理与高位巷相同。13图6大湾煤矿111106回采工作面高位抽采钻孔布置示意图（五）采煤工作面运输巷底板钻孔拦截抽采采煤工作面生产前，在采煤工作面的运输巷内每隔50m施工一个钻场，通过钻场向工作面采空区后方施工一组8～10个钻孔，钻孔与运输巷水平角30°~60°，终孔在开采层与第一下邻近煤层之间的岩层内，钻孔长度为80～120m（图7），能有效拦截下邻近煤层因采动影响产生裂隙而向上涌出的瓦斯。图7汪家寨煤矿采面底板钻孔拦截抽采示意图（六）采空区抽采13对于正在回采的采煤工作面，在

7、工作面回风巷内预先将瓦斯管道埋进工作面采空区，在瓦斯管道上每隔30～50m安设一个“T”形网管（图8）或利用瓦斯尾巷在生产时对采空区的瓦斯进行抽采。另外，对于已回采完封闭的老空区，通过预先埋进老空区的瓦斯管道对老空区内的瓦斯进行抽采。图8那罗寨煤矿2119回采工作面采空区T型网管抽采示意图（七）优先开采保护层，实施先抽后采,实现区域治理瓦斯为了有效实施区域治理瓦斯，集团公司严格执行优先开采保护层和实施先抽后采的区域治理措施，充分认识到开采保护层不仅是有效治理瓦斯，也是防止煤与瓦斯突出最有效的措施。同时，集团公司提出了瓦斯抽采必须构建先抽后采的巷道系统，在煤

8、层开采之前通过专用抽采巷道施工钻孔提前对煤层瓦斯进行预抽，开采后也