郭王飞，郭江红

（晋能控股煤业集团侯甲煤矿，山西晋城 048105）

1 简述工程状况

就晋能控股煤业集团某矿而言，该矿井是重组整合的，将生产能力设计成90×104t/a，所使用的开采方式是综采放顶煤。该矿井对15 号煤层进行开采，该煤层的结构比较简单，煤层的平均厚度与平均倾角分别是6.91m、3°。该煤层的直接顶、底板分别是K2石灰岩、砂质泥岩，且底板中有个别部位是细粒砂岩，直接顶的厚度平均是11.65m。在2020年，该矿对15号煤层进行开采时，矿井相对、绝对的瓦斯涌出量分别是22.49m3/t、28.11m3/min；掘进工作面与回采工作面绝对瓦斯涌出量最大分别是1.79m3/min、22.04m3/min；矿井相对、绝对二氧化碳涌出量分别是1.0m3/t、1.25m3/min；该矿井是高瓦斯矿井，没有瓦斯和煤突出以及喷出瓦斯的状况。在二采区的15201 工作面中，该工作面的推进长度、倾斜长度、瓦斯的绝对涌出量、瓦斯压力分别是600m、140m、21.14m3/min、0.63MPa。在回采15201工作面期间，工作面中会涌入该工作面上部的13、12、11、9、8 号煤剩余的瓦斯，对邻近层的瓦斯涌出量进行预测，预测其是8.52m3/min。

将瓦斯抽采系统建立到矿井中，且有3套。将高负压抽采系统与低负压抽采系统各1套安装到地面的瓦斯抽采泵站，2BEC52型水环式真空泵配备给高负压抽采系统，且是2 台，在这2 台中，一台使用一台备用，主要是预抽回采工作面的本煤层，钢管会被D377 x 6mm螺旋所焊接，并直接与工作面相连接；2BEC60 水环式真空泵配备给低负压抽采系统，且数量是2 台，在这2台中，一台使用一台备用，主要是抽采其临近层的瓦斯，钢管被D426×6mm螺旋所焊接；将移动的泵站建在井下，对其上隅角的瓦斯进行抽采，钢管被D820×10mm螺旋所焊接。

2 简述工作面瓦斯抽采系统

2.1 本煤层瓦斯抽采的应用

与矿井真实状况相结合，在15201 回采工作面中，所使用的抽采方法是本煤层预抽，该方法主要对本煤层的瓦斯进行治理，就是将打平行钻孔方法使用到其回风顺槽中，进而使本煤层预抽得以实现。此方法可以均衡瓦斯的预抽，可以通过使用其超前采动所产生的卸压效应，使抽与采同时进行，将其抽放率提高。按照所设计的回采工作面，其采面设计的倾斜长是140m，打钻到现场，进而来试验，由于要将抽采钻孔的工作量降低，就将单向钻孔布置方案进行了使用，就是在将本煤层瓦斯抽采钻孔布置到其回风顺槽中。并且本煤层瓦斯抽采钻孔的间距、深度、直径分别是3m、110m、108mm，巷道底板与开孔位置的距离是1.5m，水平面和钻孔的夹角和煤层倾角是相同的。在回采工作面时，在回采到和工作面大概有60m的位置时，就要将抽采管路的阀门打开，卸压抽采得以实现。图1就是本煤层抽放钻孔布置图。

图1 本煤层抽放钻孔布置图(m)

2.2 上隅角抽采的应用

在对回采工作面进行开采之后，在工作面的上端头与下端头的顶板的垮落比较困难，这样就有悬顶空间形成了，因为瓦斯有比较小的密度，所以，流动的方向就会向上，由于风流的不断作用，就极易有瓦斯在上隅角的悬顶范围内积聚，就会有瓦斯超限出现。由于要对该问题进行解决，需要抽采采空区的瓦斯。对工作面的顶板进行设计，设计将低位抽采巷施工到其顶板裂隙带底部，来对其上隅角的瓦斯进行治理。按照15 号煤层顶板的实际状况，将低位抽采巷布置到顶板岩层内，且顶板岩层与煤层的距离是5～8m，回风顺槽和低位抽采巷在水平方向的投影之间的距离通常被控制到15～20m。其开切眼处被低位抽采巷进行掘进，贯通已存采空区，还能够与回采工作面的推进而推进，就会有冒落出现在顶板，使其一直和已存采空区进行贯通，进而就有负压形成了，就可以将上隅角上积聚瓦斯这一问题给解决好。低位抽采巷的高与宽分别是2m、2.5m。图2就是详细的布置方式。

图2 上隅角抽采钻孔布置示意图

图3 邻近层抽采钻孔布置示意图(m)

2.3 邻近层瓦斯抽采的应用

在15 号煤中，其上邻近层包括13、12、11、9、8 号煤，每号煤分别距离15 号煤层31.3m、40.75m、42.26m、72.9m、80m。15号煤层厚度的平均值是6.91m，经过观测分析与理论计算，15号煤的裂隙带、冒落带的高度分别是96.17m、27.26m，由此可知，在开采15 号煤之后，其上邻近层煤中的瓦斯几乎都会涌出15号煤所开采的空间。因为该矿井是重组整合的，在二采区的8号与9号煤层是早就开采的，剩余的13、12、11 号煤层分别有0.72m、0.56m、0.28m 的厚度，厚度不大，所以主要抽采的是8、9号煤层的瓦斯。

在抽采邻近层的瓦斯时，可以采取走向高抽巷。按照每个煤层的赋存状况，和15号煤层有42.26m距离的11 号煤层的厚度是0.56m，将走向高抽巷布置到11号煤层中，这样岩相掘进量会降低。此走向高抽巷能够抽采15、8、9 号煤层的采空区中的瓦斯，在该层位布置高抽巷是非常理想的。与此同时，由于要对邻近层瓦斯的抽采进行解决，将伪倾斜高抽巷布置到回风顺槽和开切眼有5m距离的30°坡上，且该角度是向上的，其连通着工作面的走向高抽巷。

3 应用状况和效果分析

在15201首采工作面中，其推进长度与倾斜长度分别是600m、140m，1000m3/min 是工作面的风量。使用结合了邻近层瓦斯、上隅角瓦斯抽采与本煤层预抽的治理工作面瓦斯的技术，在回采工作面中，瓦斯抽采量是16.86m3/min，首采工作面现在回采了大概300m 左右，一共抽采的瓦斯大于100×104m3。在抽采之后，当工作面的通风量一直没有变化时，瓦斯在回风流的含量要在0.43%以下；而且在回采工作面时，瓦斯超标没有出现在回风巷、上隅角与工作面中，尤其是上隅角最大的瓦斯浓度就只有0.56%，均值是0.298%。

4 结束语

将瓦斯赋存、矿井煤层所具有的特征、回采工作面瓦斯的主要来源相结合，经过多位一体瓦斯抽采方法，即钻孔抽采本煤层瓦斯，将低位抽采布置到顶板裂隙带底部来对上隅角瓦斯进行抽采，与将高抽巷布置到顶板裂隙带的上部和中部来对邻近煤层瓦斯进行抽采，可以很好地将其瓦斯涌出量降低，使工作面开采的更加安全。