采掘工作面瓦斯治理综合技术措施

2015-01-25郭爱国马维宏

中国煤炭工业 2015年9期

文/郭爱国马维宏

采掘工作面瓦斯治理综合技术措施

文/郭爱国马维宏

煤层气(瓦斯)既是能源，也是煤矿安全生产的最大杀手。山西襄矿集团有限责任公司紧紧抓住“气化山西”和转型跨越发展的战略机遇，加快推进煤层气开发和煤炭地下气化两个新型产业，化害为利，变废为宝，全力打造“气化襄矿”。经过多年实践和不断创新，襄矿集团建成了“因地制宜、分区治理、多措并举、过程覆盖”瓦斯治理模式。根据不同水平、不同采区的瓦斯赋存情况，采用通风、抽采各有侧重的瓦斯治理措施，优化、细化煤矿瓦斯治理手段，确保矿井安全生产。

一、区域瓦斯治理技术措施

1.进一步优化520水平瓦斯治理模式

针对520水平N3、S6采区实测可解吸瓦斯含量在2m3/t左右，进一步调整520水平钻孔施工衔接，优化520水平回采工作面瓦斯治理模式，合理布置工作面有效抽采钻孔，在取消工作面预抽钻孔的基础上，取消半煤岩瓦排巷裂隙带钻孔。同时，试验、分析轨顺裂隙带钻孔不同间距下的抽采效果，在满足经济效益与瓦斯治理需要的前提下，减少裂隙带钻孔数量，实现抽采钻孔精准化控制、精细化实施。

2.多措并举强化470水平瓦斯治理

（1）发挥地面抽采井作用

襄矿集团公司累计完成抽采井压裂79口，其中排采井24口，在S3下部延伸区域及22采区布置有11口排采井，在23采区布置有13口排采井，累计抽排纯瓦斯量123.8万立方米，充分利用已有压裂、排采井的消突作用，为合理规划三区打好了基础。

（2）千米钻机的应用

瓦斯彻底治理的根本之策在抽采，瓦斯抽采的关键则在钻孔进尺。为此，襄矿集团引进澳大利亚VLD-1000型千米钻机，在470水平一二水平瓦斯管路联巷、2103工作面、470水平北翼2#回风联络巷施工长距离模块钻孔，超前治理矿井一级瓦斯管理区域。同时，为解决千米钻机在特定煤层条件下煤层预抽钻孔施工困难的问题，襄矿集团改变钻孔施工思路，每一个钻孔先施工500m岩孔作为主孔，再从90m开始,每隔80m从主孔往煤层里施工分支预抽孔，用网状分支预抽孔进行瓦斯抽采,实现瓦斯治理最大化。

二、积极探索区域瓦斯治理新模式

1.回采工作面

目前，襄矿集团回采工作面以U型巷道+半煤岩瓦排巷布置为主。其中，520水平N3、S6采区工作面主要以施工裂隙带抽采为主；470水平及N3下部延伸回采工作面采用本煤层采前预抽、边采边抽、进回风巷裂隙带钻孔、千米钻机裂隙带钻孔、采空区埋管等抽采方式进行瓦斯治理。

为降低工作面回采瓦斯浓度，推动矿井集约高效生产，襄矿集团正在探索以U型巷道+高抽巷为主的瓦斯治理新模式。即，采用井上下齐抽、全过程覆盖做到地面钻井抽采与井下瓦斯抽采相结合，采前预抽、采中边采边抽、采后采空区全过程、立体化抽采，应用模块化预抽钻孔、顺层预抽钻孔、裂隙带钻孔、采空区闭内埋管抽采等瓦斯治理综合措施。

2.掘进工作面

矿井瓦斯管理分为三个级别，具体治理措施应分区、分级执行。

（1）一级瓦斯管理区域。原始瓦斯含量在8m3/t以上，包括470水平23采区、N翼大巷、2105工作面、N3下部延伸区域、S3-13工作面局部。掘进工作面瓦斯治理思路为岩巷先行、超前预抽、交替掩护、阶梯掘进。即利用多巷布置的有利条件，先掘岩巷，向两侧打钻进行模块化预抽钻孔，为煤巷掘进提供掩护；岩巷两侧煤巷掘进后，在煤巷再向外侧施工模块化钻孔预抽，为外侧巷道提供掩护，形成阶梯式掘进格局。

（2）二级瓦斯管理区域。原始瓦斯含量大于5m3/t，小于8m3/t，包括470采区南翼大巷掘进区域、S5下部延伸区域（S5-13、S5-15工作面）、S3下部延伸区域（S3-10、S3-11、S3-13工作面局部）。二级掘进工作面可根据工作面实际瓦斯涌出量，在通风解决不了的情况下，实施边掘边抽瓦斯治理措施。

（3）三级瓦斯管理区域。原始瓦斯含量小于5m3/t，包括S6、N3采区。三级掘进工作面只采用通风手段治理瓦斯。