张乾 李连坡 王美光

摘 要：通过开采下覆煤层综采工作面对上覆采空区瓦斯的规律分析；在下覆煤层综采工作面预采前，采取控制排放上覆采空区瓦斯的有效措施，合理布置抽放钻孔，有效遏制上覆采空区瓦斯向下覆综采工作面的涌出，确保安全生产。

关键词：煤矿开采；瓦斯治理；措施

1 概况

付村煤矿是枣矿集团骨干矿井之一，位于山东省滕南矿区的南部，微山县付村镇境内，付村井田南以大屯断层为界，北与岱庄煤矿相邻，西以高庄断层为界，东与三河口煤矿相邻。矿井井田面积约为24.91平方公里，地质储量2.6亿吨，可采储量1.18亿吨。矿井始建于1992年11月，1998年8月建成投产，设计生产能力120万吨/年，2007年核定生产能力为270万吨/年。付村煤矿虽为低瓦斯矿井，但东二采区及东二辅助采区被省煤炭局定为瓦斯异常区，列为省重点监控 矿井之一。历史最高瓦斯绝对涌出量为28.8m3/min（2004年8月），相对涌出量为6.9m3/t（2004年8月）。其中，在2004年8月214综放工作面瓦斯绝对涌出量最高达22.5 m3/min； 3上214材料巷在2004年元月 掘进时瓦斯绝对涌出量最高达2.85 m3/min。矿井瓦斯绝对涌出量为 15.95m3/min左右，相对涌出量为3.18m3/t左右。目前，东二采区已封闭，东二辅助采区近期无采场布置，主采区为东四采区和北翼采区，可采煤层为3上、3下煤层。东四采区虽为低瓦斯区，但采空区内积存浓度较高的瓦斯，开采3下煤层时必须对3上采空区瓦斯进行有效治理。

东四采区3下405工作面采用走向长臂后退式采煤法，走向长度1560米，倾斜长度260米，煤层倾角为6-8度，采用“u”型通风方式，上行风，计划风量1020m3/min，实际风量1080 m3/min，开采3下405工作面瓦斯含量较低，回风巷瓦斯0.1%，但3上405采空区瓦斯含量较高，瓦斯含量30-50%，3下405工作面位于3上405采空区正下方，因此，为了有效的防止上覆采空区瓦斯涌出，确保开采下覆煤层时不受上覆采空区瓦斯的威胁，必须对上覆采空区的瓦斯有效的治理。

2 上覆煤层采空区瓦斯来源分析

3上煤层瓦斯的主要来源有含瓦斯的煤层、带有空隙围岩、断层、节理和其他富含瓦斯的瓦斯聚集带。3上405采空区瓦斯不仅仅来源于3上煤体回采后解析出来的瓦斯，3下煤体含有的瓦斯通过断层带、裂隙带在负压的作用下也是主要来源。

3上煤层倾角为8-10度，开采煤层厚度5米，开采方式为俯采，回采过程中，煤体解析出的瓦斯大部分被工作面的风量稀释后排走，没被排走的部分瓦斯就留在采空区，在加上丢失的煤解析出的瓦斯，是造成采空区内瓦斯主要来源。

3上煤层和3下煤层之间的夹层8-10米，当3上煤层回采后，3上采空区形成负压，3下煤层赋存的瓦斯就会从断层带、裂隙带空隙涌入3上采空区，这也是造成采空区内瓦斯主要来源。

带有空隙围岩、断层、节理和其他富含瓦斯的瓦斯聚集带在负压的作用下也会涌入3上采空区，这也是造成采空区内瓦斯来源。

3 采取的措施

3.1 利用移动瓦斯抽放泵进行瓦斯抽放

3.1.1 钻孔布置

在3下405工作面负压回风巷，工作面超前30-50米处，施工钻场，由地测部门严格按照煤层的方位倾角，标出钻孔的参数，由钻机队施工，向3上405采空区打高位抽排钻孔，每50米一组，每组钻孔3个，钻孔的直径为ф108mm，

3.1.2 抽放设备及布置

瓦斯抽放泵站：设备型号：2BE1-355瓦斯抽排泵（100立方米），数量：2台。抽放系统管路型号：聚乙烯管路，抽气管路为Φ250mm、排气管路为Φ315mm，4.8m/根。管路敷设路线：抽气管路：3下405运巷第一抽放钻场→东四集皮→东四集皮机尾联巷→东四集轨→东四集轨西段（泵站）。合计1833m。排气管路：东四集轨西段（泵站）→东四集回下变坡点。合计383m。

抽放泵电源采用双路电源供电，供电系统：电缆UPQ 50平方毫米600米，电压等级660/1140V；（要求双电源：一路由东四三变供电，二路由403配电点供电）；确保抽放泵正常运转。瓦斯抽放泵运转前，管路系统各低洼地点的放水器必须进行彻底放水。

4 取得的效果

东四采区抽排系统从2009年7月9日早班6点开始连续运行至7月31日累计抽出纯瓦斯约41.9441万m3。

通过对东四采区3上405采空区高位瓦斯抽放，3下405工作面回风隅角开采至今瓦斯浓度稳定在0.06%左右。有效地遏制了采空区瓦斯向生产工作面的涌出，确保了矿井安全生产。

3上403运巷密闭未瓦斯抽放前，密闭内瓦斯6.1%，闭外最高达1.6%。东四采区3上405采空区高位瓦斯抽放后， 3上403运巷密闭内瓦斯0.64%，闭外最高达0.06%。

作者简介：张乾（1984—），男，山东枣庄人，本科，助理工程师。