张建威

Practical application of comprehensive

gas drainage technology in high gassy mine

摘 要：随着科技的不断发展，煤矿现代化、机械化水平不断提高，回采工作面的推进速度不断增加，工作面的瓦斯涌出不断增加，单靠传统的单一瓦斯抽采难以有效保证工作面回采安全。本文对1264工作面采区的本煤层瓦斯抽采、高位瓦斯抽采钻孔、采空区埋管抽采等综合瓦斯抽采技术的钻孔布置及应用效果进了分析，结果表明综合瓦斯治理技术能为回采工作面提供有利条件，满足矿井安全高效生产的要求。

关键词：瓦斯抽采;综合瓦斯治理;工程应用

Abstract：With the continuous development of science and technology， the modernization and mechanization level of coal mine is constantly improving， the advancing speed of mining face is constantly increasing， and the gas emission of working face is constantly increasing. This paper analyzes the drilling arrangement and application effect of comprehensive gas drainage technology such as gas drainage in coal seam， high-level gas drainage borehole and buried pipe drainage in goaf in 1264 working face. The results show that comprehensive gas control technology can provide favorable conditions for the working face and meet the requirements of safe and efficient production in mine.

Abstract：gas extraction;Comprehensive gas control;engineering application

隨着煤矿安全生产的投入不断加大，煤矿现代化、机械化水平不断提升，矿井采煤工作面的推进速度越来越快，加之矿井开采深度不断增加，煤层瓦斯含量越来越高[1]。在一些高瓦斯矿井，回采工作面的绝对瓦斯涌出量35m3/min以上，有些矿井单个工作面的绝对瓦斯涌出量甚至都超过100m3/min，瓦斯涌出量的急剧增加给矿井通风及瓦斯抽采带来了不小的挑战，单一的瓦斯抽采技术由于抽采量有限，无法保证工作面安全高效生产，因此矿井在生产过程中应坚持多种瓦斯抽采手段进行瓦斯治理。矿井瓦斯抽采手段从时间可以划分为采前抽采、采中抽采、采后抽采;按照抽采对象不同可以分为本煤层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采、回采工作面瓦斯抽采、掘进工作面瓦斯抽采、采空区瓦斯抽采等;按照瓦斯抽采方式可以井下瓦斯抽采、地面瓦斯抽采等[2～3]。本位以山西某矿1264回采工作面为例，采用本煤层瓦斯抽采、高位钻孔瓦斯抽采及采空区埋管等瓦斯治理措施，来分析综合瓦斯抽采技术在高瓦斯矿井的中应用。

1 工程概况

山西某矿主采12号煤层，平均厚度3.2m，煤层倾角为8～11°，平均9°地质构造简单。1264工作面走向长度2800m，斜长216m，采用综采方式开采，全部垮落法管理顶板，12号煤层伪顶为泥岩，直接顶为砂质泥岩，直接底为黑灰色的泥岩，该矿绝对瓦斯涌出量为68m3/min。1264工作面上部为11号煤层的1153工作面，1264工作面回采期间瓦斯涌出量较大，由于11号煤层距离12号煤层的垂直间距最近处仅为12m，1264工作面回采期间11号煤层瓦斯向回采工作面大量涌出，根据测量数据，11号煤层溢出的瓦斯占据到1264工作面回采期间瓦斯涌出量的15～20%之间。并且1264工作面回采期间上隅角瓦斯时长发生超限，给工作面安全高效生产带来安全隐患。通过综合分析，1264工作面瓦斯治理采用本煤层瓦斯预抽，采空区埋管治理上隅角瓦斯，施工高位抽采钻孔拦截11号煤层瓦斯。

2 综合瓦斯抽采技术应用实践

2.1 本煤层瓦斯抽采

本煤层钻孔从进风巷向回风巷方向进行施工，瓦斯抽采钻孔在轨道巷向切眼方向30m位置时开始施工第一个，瓦斯抽采钻孔间距为4m，孔深204米，钻孔均垂直于工作面进风巷，钻孔设计的倾角为煤层倾角，钻孔开孔距巷道底板1.3～1.5m，钻孔孔径为113mm。采用聚氨酯封孔，封孔深度不低于5m，本煤层瓦斯抽采钻孔抽采纯量在开始接抽的2周范围内始终保持在0.08m3/min左右，本煤层瓦斯抽采基本能解决12号煤层内部的瓦斯突出难题，为工作面安全生产提供了有利条件。

2.2 高位瓦斯抽采钻孔

根据邻近层瓦斯涌出量及工作面瓦斯分布规律可知，在工作面中上部，采空区瓦斯会随着风流涌入到工作面内，为减少瓦斯涌出，截留部分采空区和邻近层瓦斯瓦斯，采用高位钻孔抽采采空区及邻近层瓦斯，具体布置参数如下：

在回风巷距切眼30米处施工第一组高位瓦斯抽采钻场，每个钻场施工6个高位钻孔，钻孔呈扇形朝采空区方向布置，最外侧1号孔终孔距轨道巷回采帮5米，终孔水平间距5米，则最内侧6号孔终孔距回风巷30m，终孔深入切眼30m，终孔与12号煤层顶板垂高为15m。孔径为113mm。高位钻孔接抽后，回采工作面的瓦（下转第106页）（上接第104页）斯涌出量较接抽前降低了约20%，为有效降低工作面瓦斯涌出提供了有利保证。同时邻近的11号煤层的原始瓦斯含量也从7.1m3/t～11.4m3/t下降到了4.1m3/t～6.4m3/t，低于煤矿安全规程规定的8m3/t，为邻近层的消突提供了有利条件。

2.3 采空区埋管抽采

在工作面回风巷布设2趟抽采管路抽采采空区瓦斯，具体如图2所示。2趟管路中1号管路抽采上隅角瓦斯，2号管路抽采采空区瓦斯，随着工作面的不断向前推进，1号管路保证在采空区1～2m范围内，2号管路保证深入采空区30m范围。采空区瓦斯抽采管负压保持在4kp左右，使用采空区埋管抽采后，工作面上隅角未发生过超限现象，工作面瓦斯涌出量较埋管前降低了约10%。

3 总结

在1264回采工作采用了本煤层瓦斯抽采、高位钻孔瓦斯抽采及采空区埋管抽采等综合瓦斯治理措施，取得了良好的应用效果。高位钻孔瓦斯抽采不仅可以减少邻近的11号层瓦斯向回采工作面的溢出，而且还可以降低采空区瓦斯涌出，布设高位瓦斯抽采钻孔后，回采工作面瓦斯涌出量降低约20%，邻近的11号煤层瓦斯突出危险性也得到了降低;采空区埋管抽采瓦斯抽采后，回采工作面瓦斯涌出量降低了约10%，上隅角瓦斯超限的问题得到了有效治理。通过实用综合瓦斯治理措施，1264工作面瓦斯涌出量降低了至少30%，为工作面安全高效生产创造了有利条件。

参考文献：

[1]孙荣军，李泉新，方俊，许超.采空区瓦斯抽采高位钻孔施工技术及发展趋势[J].煤炭科学技术，2017，45（01）：94-99+213.

[2]周福宝，王鑫鑫，夏同强.瓦斯安全抽采及其建模[J].煤炭学报，2014，39（08）：1659-1666.

[3]王兆丰，武炜.煤矿瓦斯抽采钻孔主要封孔方式剖析[J].煤炭科学技术，2014，42（06）：31-34+103.