下隅角頂板預(yù)置鉆孔瓦斯抽采技術(shù)在下行風(fēng)綜采放頂煤工作面的應(yīng)用

李天軍 汪 宇 路 鵬

（遼寧省鐵嶺市調(diào)兵山市鐵煤集團大平礦，遼寧 鐵嶺112700）

大平礦位于三臺子煤田西部，屬低瓦斯礦井。煤塵具有爆炸危險性，爆炸指數(shù)為47.12%。煤層具有自燃傾向性，發(fā)火期為1～3個月。煤質(zhì)工業(yè)牌號為長焰煤，黑色，瀝青光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，貝殼狀斷口或平坦?fàn)顢嗫冢|(zhì)脆，以亮煤為主，暗煤次之，在亮煤條帶中常見兩組垂直層面的內(nèi)生裂隙，煤層與頂板一般為整合接觸。煤層透氣性差。直接頂:黑褐色油頁巖，19.0～24.0，油頁巖結(jié)構(gòu)致密，細(xì)膩，無裂隙，以泥質(zhì)成分為主，層狀結(jié)構(gòu)，易風(fēng)化，風(fēng)化后呈餅狀，干后粉碎崩解。直接底:砂巖、泥巖。

N1S2綜放工作面走向長度1327.5m，傾斜長度259m。煤層傾角6～9度。本工作面采用走向長壁綜采放頂煤采煤法。采高2.9m，截深0.8m，1煤層單采段放煤高度5.38m，采放比1:1.9，1、2層煤合采段放煤高度不超過8.7m，采放比不大于1:3，放煤步距0.8m。放煤方式一刀一放、三輪、循環(huán)、順序、等量的放煤方法。全部垮落法管理采空區(qū)。

1 下隅角頂板預(yù)置鉆孔瓦斯抽采技術(shù)方案

圖1 N1S2綜放面下隅角頂板預(yù)置鉆孔布置圖

N1S2綜放工作面進風(fēng)巷標(biāo)高-331.7m，回風(fēng)巷標(biāo)高-357.2m，工作面傾角6～9度，屬下行通風(fēng)。工作面于2008年11月開始回采，回采過程中絕對瓦斯涌出量為8.5m3/min。工作面開采后，發(fā)現(xiàn)1號過渡支架至10號支架段頂板存在瓦斯積聚超限現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場檢查分析，瓦斯來源于采空區(qū)，由于工作面下行通風(fēng)，瓦斯在采空區(qū)內(nèi)由下至上向機頭方向移動，再通過頂板裂隙通道由1號過渡支架至10號支架段頂板滲出，造成此段頂板出現(xiàn)瓦斯積聚超限現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)此問題后，先后采用了風(fēng)障法和架間風(fēng)水混合噴霧法進行處理，但效果均不理想。經(jīng)過現(xiàn)場勘查與研究分析，決定采用工作面下隅角頂板預(yù)置鉆孔瓦斯抽采技術(shù)，解決了機頭段頂板瓦斯積聚超限問題。

2 下隅角頂板預(yù)置鉆孔瓦斯抽采技術(shù)應(yīng)用

2.1 下隅角頂板預(yù)置鉆孔的施工工藝

在工作面下隅角每隔20m向頂板垂直施工一個瓦斯抽采鉆孔。鉆孔距下幫煤壁500mm，直徑∮108mm鉆孔，長度3～5m，鉆孔終孔位置在采空區(qū)冒落帶內(nèi)，插入直徑∮89mm帶花孔鐵管,外接∮108mm鐵管做為采空區(qū)預(yù)置瓦斯抽采管路，通過分支管與抽采干管連接，待其進入采空區(qū)后進行抽采。采空區(qū)內(nèi)始終保持2趟管路進行抽采，每根支管均有獨立控制閥門和觀測孔。鉆孔施工布置見圖1。

2.2 工作面下隅角封堵

為避免下隅角向采空區(qū)大量漏風(fēng)，造成高濃瓦斯帶發(fā)生飄移，影響瓦斯抽采效果，在下隅角端1號支架與下幫間建筑封堵墻。封堵墻采用裝碎矸石的編織袋砌筑，要求與幫頂接嚴(yán)接實，不留孔洞。工作面每推進一個循環(huán)重新砌筑一次，保證建筑質(zhì)量，減小下隅角向采空區(qū)漏風(fēng)。

2.3 瓦斯抽采系統(tǒng)改造

在工作面進風(fēng)巷接設(shè)一趟瓦斯抽采管路與井下瓦斯抽放泵連接，管路長1200m，直徑∮200mm，管材為PE管。管路末端分出2路∮108mm支管，支管與采空區(qū)預(yù)置抽采管路連接。支管分別設(shè)置獨立控制閥門和觀測孔，可根據(jù)每路支管內(nèi)瓦斯?jié)舛日{(diào)整瓦斯抽采量，保證瓦斯抽采效果。

3 下隅角頂板預(yù)置鉆孔瓦斯抽采效果分析

N1S2綜放工作面采用下隅角頂板預(yù)置鉆孔抽采瓦斯后，徹底解決了工作面機頭段頂板瓦斯積聚超限問題。由于下隅角頂板預(yù)置鉆孔的瓦斯抽采，提高了工作面的瓦斯抽采率，降低了工作面的風(fēng)排瓦斯量，有效地保證了工作面的安全、高效生產(chǎn)。

（1）解決了工作面機頭段頂板瓦斯積聚超限問題。采用下隅角頂板預(yù)置鉆孔抽采瓦斯后，工作面機頭段頂板瓦斯?jié)舛扔?.5%～1.8%降至0.3%～0.6%，徹底解決了工作面機頭段頂板瓦斯積聚超限問題，保證了采煤工作面安全生產(chǎn)。

（2）提高了工作面的瓦斯抽采率。下隅角頂板預(yù)置鉆孔抽采瓦斯量達(dá)到2.9～3.8m3/min，工作面抽采總量達(dá)到4.8～6.5m3/min，增加了工作面的瓦斯抽采量，使工作面的瓦斯抽采率達(dá)到35%以上。

（3）降低了工作面的回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?。由于抽采量的增加，工作面的風(fēng)排瓦斯量減小，使工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冉档?，工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛扔稍瓉淼?.5%～0.6%降為0.2%～0.3%，促處了采煤工作面安全生產(chǎn)。

（4）提高了工作面產(chǎn)量。采用下隅角頂板預(yù)置鉆孔抽采瓦斯前，工作面日產(chǎn)量為1.1～1.2萬噸，而采用下隅角頂板預(yù)置鉆孔抽采瓦斯后，工作面日產(chǎn)量為1.5～1.6萬噸，大大提高了工作面產(chǎn)量。

4 結(jié)論

N1S2綜放工作面在采用下隅角頂板預(yù)置鉆孔瓦斯抽采技術(shù)后，徹底解決了下行風(fēng)采煤工作面機頭段頂板瓦斯積聚超限問題，有效地保證了工作面的安全、高效生產(chǎn)。

（1）下行風(fēng)采煤工作面下隅角頂板預(yù)置鉆孔瓦斯抽采技術(shù)，要確保鉆孔的終孔位置處于采空區(qū)冒落帶內(nèi)，采空區(qū)內(nèi)抽采步距保證在10～30m之間。

（2）根據(jù)支管內(nèi)瓦斯?jié)舛日{(diào)整支管瓦斯抽采流量，即能保證最佳的抽采效果，又能防止過度抽采引起采空區(qū)煤炭自然發(fā)火。

[1]王海鋒，程遠(yuǎn)平，沈永銅，劉海波.高產(chǎn)高效工作面頂板走向鉆孔瓦斯抽采技術(shù)[J].采礦與安全工程學(xué)報，2008-06-15.