頂板抽采巷技術(shù)在建新礦應(yīng)用及優(yōu)化

雷洪華，陳海兵，郝聚斌

（豐城礦務(wù)局 建新礦，江西 豐城331139）

1 礦井概況

建新煤礦是豐城礦務(wù)局主力礦井之一，其核定生產(chǎn)能力為81萬噸／年，屬煤與瓦斯突出礦井。該礦自建礦以來，共計(jì)發(fā)生煤與瓦斯事故63次，煤與瓦斯突出事故傷亡人數(shù)占事故總傷亡人數(shù)的85%以上。建新礦通過頂（底）板巷技術(shù)的應(yīng)用及不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)，自2007年以來消滅了瓦斯傷亡事故，掘進(jìn)及采煤過程中瓦斯超限次數(shù)明顯減少，防治瓦斯方面取得了顯著的成效。

2 瓦斯治理方案

由于屬于煤與瓦斯突出礦井，煤層瓦斯賦存豐富，在回采過程中，工作面回風(fēng)瓦斯?jié)舛乳L(zhǎng)期處于臨界狀態(tài)，主要瓦斯來源于工作面老塘，瓦斯主要聚集在工作面落山角上隅角，嚴(yán)重制約了礦井正常生產(chǎn)，故此采用頂板抽采巷技術(shù)治理回采工作面瓦斯。

3 頂板抽采巷的應(yīng)用及優(yōu)化

3.1 1010頂抽巷的應(yīng)用

建新礦自2004年第一條頂板抽采巷在1010工作面實(shí)行，通過總結(jié)1010頂板抽采巷經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：將頂板抽采巷布置在B4煤層頂板裂隙帶內(nèi)（距B4煤層頂板10～16m），距風(fēng)巷25～30m的范圍抽采效果最好，為確保頂板抽采巷在工作面開采初期（工作面還未初次放頂）發(fā)揮效果，頂板抽采巷應(yīng)接靠工作面切眼，在切眼沿工作面推進(jìn)方向30 m范圍，頂板抽采巷應(yīng)布置在B4煤層冒落帶內(nèi)（距B4煤層頂板8～10m），并在切眼施工貫通孔貫通頂板抽采巷，這樣工作面在開采初期頂板抽采巷就可以發(fā)揮作用，可以解決工作面開采初期的推進(jìn)速度，提高工作面的瓦斯抽采率，降低工作面的瓦斯涌出量，改善工作面的安全生產(chǎn)狀況。增加工作面開采初期的安全系數(shù)，同時(shí)也節(jié)約了工作面開采初期成本，提高工作面推進(jìn)度。通過頂板抽采巷優(yōu)化設(shè)計(jì)：工作面開采初期推進(jìn)度比優(yōu)化前增加78%，瓦斯抽采率增加45%，生產(chǎn)成本下降了63%。

3.2 1117頂抽巷的改進(jìn)優(yōu)化

1010 工作面走向長(zhǎng)度為358m，1010頂板抽采巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為348m，頂板抽采巷距離工作面切眼平距為10m，距風(fēng)巷平距為15m，頂板抽采巷與B4煤層垂距為12m。經(jīng)實(shí)踐，此設(shè)計(jì)布置存在明顯缺陷，在工作面開采初期階段（約15m距離）由于頂板巷無法及時(shí)導(dǎo)通工作面老塘，老塘瓦斯主要聚集在工作面落山角上隅角，并且造成工作面回風(fēng)瓦斯?jié)舛乳L(zhǎng)期處于臨界狀態(tài)，嚴(yán)重制約了工作面正常生產(chǎn)。1010頂板抽采巷布置見圖1。

圖1 1010頂板抽采巷設(shè)計(jì)平面及剖面

通過總結(jié)1010頂板抽采巷經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：為確保頂板抽采巷在工作面開采初期（工作面還未初次放頂）就發(fā)揮效果，頂板抽采巷應(yīng)接靠工作面切眼，在切眼沿工作面推進(jìn)方向30m范圍，頂板抽采巷應(yīng)布置在B4煤層冒落帶內(nèi)（距B4煤層頂板8～10m），并在切眼施工貫通孔貫通頂板抽采巷，這樣工作面在開采初期頂板抽采巷就可以發(fā)揮作用，可以解決工作面開采初期的推進(jìn)速度。1117頂板抽采巷布置見圖2。

圖2 1117頂板抽采巷設(shè)計(jì)平面及剖面

4 效果對(duì)比

1）頂板抽采巷設(shè)計(jì)優(yōu)化前后治理采煤工作面瓦斯效果對(duì)比

（1）頂板抽采巷日抽放純量對(duì)比：根據(jù)1117頂板抽采巷與1010頂板抽采巷實(shí)際監(jiān)測(cè)管道瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)、抽放負(fù)壓、管道流量數(shù)據(jù)可得，1117頂板抽采巷在1117面開采初期日抽放純量就有30000m3，隨著工作面的推進(jìn)日抽放純量保持在40000～50000m3，大大提高了工作面的瓦斯抽采率，同時(shí)也提高了瓦斯利用率，隨著工作面的向前推進(jìn)，根據(jù)日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，1117頂板抽采巷的抽放瓦斯純量量平均在25～32m3／min，平均抽放純量為40000～52000m3／d，與1010頂板抽采巷相比較（1010頂板抽采巷的抽放瓦斯量平均在10～15m3／min，平均抽放量為20000～22000m3／d），1010頂板抽采巷的瓦斯抽采量?jī)H為1117頂板抽采巷的1／2左右。1117頂板抽采巷與1010頂板抽采巷日抽放瓦斯純量曲線見圖3。

圖3 1010、1117頂板抽采巷瓦斯抽采純量與抽采時(shí)間關(guān)系曲線

（2）回風(fēng)瓦斯?jié)舛葘?duì)比。在未對(duì)頂板抽采巷設(shè)計(jì)優(yōu)化前，1010工作面回采期間，回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛?、上隅角瓦斯?jié)舛冉?jīng)常處于臨界值，嚴(yán)重制約了1010工作面正常生產(chǎn)。對(duì)頂板巷設(shè)計(jì)優(yōu)化后，1117工作面回采期間，回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛缺３衷?.4%～0.5%之間，上隅角瓦斯?jié)舛缺３衷?.9%～1.0%之間，改善了工作面的安全生產(chǎn)狀況。增加了工作面開采期間的安全系數(shù)，同時(shí)也節(jié)約了工作面開采成本，提高了工作面推進(jìn)度。1117工作面與1010工作面開采期間回風(fēng)巷及上隅角瓦斯?jié)舛茸兓€見圖4、圖5。

圖4 1010面開采過程中瓦斯?jié)舛惹€

圖5 1117面開采過程中瓦斯?jié)舛惹€

2）技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比

通過1117頂板抽采巷與1010頂板抽采巷抽放瓦斯量對(duì)比證明：1010頂板抽采巷要在工作面推進(jìn)近30m的距離才可以顯現(xiàn)效果，1117頂板抽采巷在工作面開采初期就可以正常發(fā)揮作用，并且瓦斯抽放量是1010頂板抽采巷瓦斯抽放量的2倍。實(shí)踐證明：采用頂板抽采巷設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，不但可以使頂板抽采巷快速發(fā)揮作用，1117頂板抽采巷與1010頂板抽采巷瓦斯抽放量相比較，1010頂板抽采巷每月比1117頂板抽采巷少抽65×104m3瓦斯，1010工作面開采8個(gè)月左右，無形中浪費(fèi)了520×104m3瓦斯的資源，并且這些浪費(fèi)的瓦斯資源還會(huì)給工作面正常生產(chǎn)帶來極大的制約。

4 結(jié)語

1）為確保頂板抽采巷在工作面開采初期（工作面還未初次放頂）就發(fā)揮效果，頂板抽采巷前段應(yīng)接靠工作面切眼，在切眼沿工作面推進(jìn)方向30m范圍，頂板抽采巷應(yīng)布置在B4煤層冒落帶內(nèi)（距B4煤層頂板8～10m）。

2）將頂板抽采巷中段及后段布置在B4煤層頂板裂隙帶內(nèi)（頂板抽采巷布置距B4煤層距離最佳位置為：B4煤層厚度的6～8倍），距風(fēng)巷平距為：工作面切眼長(zhǎng)度的1／4（25～30m）的范圍抽放效果最好。

3）在工作面開采之前，提前在工作面切眼向頂板抽采巷施工貫通孔，有利于工作面開采初期頂板抽采巷在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮效果。