東曲礦28804工作面高抽巷合理位置研究

李志強(qiáng)

(西山煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司東曲礦，山西 古交 030200)

西山煤電(集團(tuán))公司東曲礦是高瓦斯礦井，隨著礦井開采深度加大和工作面單產(chǎn)水平的提高，工作面絕對瓦斯涌出量不斷增大，+860水平首采面28202工作面回采期間平均絕對瓦斯涌出量39.32 m3/min，常規(guī)通風(fēng)法已不能有效地治理工作面瓦斯。因此，東曲礦在28804工作面采用以高抽巷為主的瓦斯綜合治理措施，解決工作面回采期間的瓦斯問題。目前，該方法已成為+860水平高瓦斯采煤工作面治理瓦斯的主要技術(shù)手段之一。

1 高抽巷抽采瓦斯原理

高抽巷布置在頂板裂隙帶內(nèi)，當(dāng)頂板垮落后，臨近層及圍巖內(nèi)的瓦斯平衡受到破壞，由臨近層及圍巖解吸的瓦斯沿裂隙向采空區(qū)流動，高抽巷通過對采空區(qū)頂板裂隙及垮落帶內(nèi)積存的高濃度瓦斯的抽取，對采空區(qū)下部瓦斯起到拉動作用，從而減少工作面瓦斯涌出，控制上隅角瓦斯積聚。

2 工作面概況

28804工作面是+860水平第二個采煤工作面。工作面將8#煤及8#上煤一次全部回采，采用傾斜長壁綜合機(jī)械化采煤法，俯斜開采，一次采全高。其總厚度在3.5 ～5.3 m，平均 4.4 m。煤層傾角2°～8°，平均傾角5°，頂板巖性見表1。工作面軌道順槽長1030 m，皮帶順槽長1083 m，切眼長201.5 m。其中，皮帶順槽進(jìn)風(fēng)，軌道順槽回風(fēng)。

表1 頂板巖性表

3 高抽巷的位置

高抽巷的位置，即高抽巷布設(shè)層位(垂直距離)、高抽巷與回風(fēng)巷的水平距離。在理論計算及東曲礦首個高抽巷(28202工作面高抽巷)現(xiàn)場瓦斯治理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，確定28804工作面高抽巷的位置。

3.1 高抽巷的層位選擇

合理的層位布置能夠最大限度地發(fā)揮高抽巷的作用，根據(jù)28804工作面實際情況，選用走向高抽巷，沿采煤工作面平行于順槽布置在頂板裂隙帶中，貫穿整個工作面的走向長度。根據(jù)工作面不同采動程度的覆巖移動規(guī)律分段布置，達(dá)到各分層較好的抽采瓦斯，并使整體的抽采瓦斯效果達(dá)到最優(yōu)。

根據(jù)28804工作面的頂板條件，采用三帶高度計算公式計算垮落帶和導(dǎo)水裂隙帶高度。

式中:

H1——垮落帶高度，m;

H2——裂隙帶高度，m;

m——采高，m。

依據(jù)+860水平首采面28202工作面高抽巷布置情況及后期的瓦斯抽采效果，結(jié)合理論計算結(jié)果，確定28804高抽巷層位布置方案:開口處層位在7#煤層上部15 m，先以3‰上坡施工700 m，然后以3.5°下坡施工470 m。高抽巷與28804工作面高差在42～55 m范圍內(nèi)。

3.2 高抽巷的水平距離

高抽巷內(nèi)錯回風(fēng)巷布置時裂隙發(fā)育，并充分導(dǎo)通，對抽采瓦斯非常有利。故高抽巷應(yīng)內(nèi)錯于回風(fēng)巷布置。水平距離取高抽巷垂直距離的0.6倍以上，取40 m。高抽巷位置圖見圖1。

圖1 28804高抽巷位置關(guān)系示意圖

3.3 高抽巷的合理位置

28804工作面高抽巷合理位置按照工作面走向采動程度的不同而區(qū)別對待。

高抽巷應(yīng)內(nèi)錯回風(fēng)巷40 m，開口處層位在7#煤層上部15 m，先以3‰上坡施工700 m，然后以3.5°下坡施工470 m。高抽巷與工作面高差在42～55 m范圍內(nèi)。

3.4 高抽巷抽采系統(tǒng)

28804高抽巷斷面形狀為圓弧拱形，墻高3.0 m，凈寬 4.0 m，凈高3.4 m，凈斷面積為 14.51 m2，巷道采用全錨支護(hù)。安設(shè)抽采管為610 mm無縫鋼管，管路接至高抽巷內(nèi)10 m。高抽巷內(nèi)不得有任何雜物和導(dǎo)電體，巷口設(shè)置兩道密閉墻，密閉墻周邊掏槽，要見硬幫、硬底，中間充填0.5 m黃泥進(jìn)行密閉，以保證不漏氣。抽采管口位置距離密閉里墻面＞2 m，高度大于巷道高度的2/3。抽采管口應(yīng)設(shè)有不能進(jìn)入雜物的保護(hù)網(wǎng)。

4 抽采效果驗證

抽采純瓦斯量和抽采濃度是考察高抽巷抽采效果最有效的參數(shù)之一。28804工作面2012年12月1日開始回采，當(dāng)工作面推進(jìn)到30 m時，老頂全部冒落后，高抽巷開始發(fā)揮作用。工作面推進(jìn)距離在31～356 m 時，抽采純瓦斯量在 14.35 ～33.71 m3/min，平均23.48 m3/min，抽采濃度 25.8% ～ 41.2%，平均36.15%。具體數(shù)據(jù)見表2，圖2和圖3。

表2 抽采效果驗證記錄表

圖2 抽采純瓦斯量隨推進(jìn)距離變化曲線圖

圖3 抽采濃度隨工作面推進(jìn)距離變化曲線圖

5 結(jié)語

1)高抽巷的合理位置經(jīng)驗。

a)高抽巷應(yīng)布置在裂隙帶和環(huán)形裂隙圈內(nèi)。

b)高抽巷應(yīng)布置在裂隙帶內(nèi)的厚硬巖層以下，以保證巷道的穩(wěn)定長期使用。

c)礦井應(yīng)研究掌握工作面開采后上覆巖層采動裂隙分布規(guī)律和開采后頂板巖層變形破壞規(guī)律。

d)按照工作面走向采動程度的不同而區(qū)別對待，分段布置。

e)結(jié)合礦井實際，高抽巷適合采用頂板走向布置，水平距離應(yīng)內(nèi)錯于回風(fēng)巷布置。

2)高抽巷的位置是決定高抽巷瓦斯抽采效果的重要因素。綜上分析，當(dāng)前+860水平高瓦斯工作面的合理位置為42～55 m，即10～12倍采高，達(dá)到抽采效果最佳。

3)高抽巷具有抽采連續(xù)持久、抽采量大、抽采濃度高的優(yōu)點，能夠提高工作面的瓦斯抽采率，有效解決工作面回采期間瓦斯問題，為東曲礦+860水平高瓦斯采煤工作面的順利回采奠定了基礎(chǔ)。

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