N4502工作面大傾角厚煤層瓦斯治理經(jīng)驗與實踐

申晨++陳為強(qiáng)

摘要：近年來，礦井瓦斯隨著開采深度的延伸而升高，大大增加了瓦斯治理難度。N4502工作面大傾角厚煤層瓦斯治理探索新模式，從機(jī)構(gòu)設(shè)置、人員配置及、修訂制度， 完善瓦斯綜合治理體系，真正實習(xí)瓦斯治理。

關(guān)鍵詞：厚煤層；瓦斯；治理；大傾角；上隅角

中圖分類號：TD712 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）016-000-01

一、 N4502工作面概況

N4502工作面前期采用長壁綜放開采，在開采過程中，頂煤留設(shè)難度極大，瓦斯涌出量高，安全管理難度大，嚴(yán)重影響了礦井的安全高效生產(chǎn)。根據(jù)專家組論證意見，提出了對N4502工作面進(jìn)行大傾角大采高綜合機(jī)械化一次采全高采煤方法改造，通過理論分析、室內(nèi)實驗和現(xiàn)場實測相結(jié)合研究手段，研究大傾角煤層走向長壁大采高綜采關(guān)鍵技術(shù)，可從根本上解決了大傾角厚煤層綜采難題。長壁工作面推采過后形成采空區(qū)，采用人工強(qiáng)制放頂垮落法 管理采空區(qū)頂板， 采空區(qū)頂板自由垮落，并進(jìn)一步充填采空區(qū)，使采空區(qū)空間部分上移。

二、瓦斯抽放方法的選擇

根據(jù)瓦斯涌出來源分析，并結(jié)合該工作面現(xiàn)狀，本煤層瓦斯涌出一部分采用風(fēng)排，另外在回采時，鄰近層及圍巖部分瓦斯進(jìn)入采空區(qū)，宜采用頂板高位鉆孔，采空區(qū)埋管等抽放方法來攔截這部分的瓦斯，減少其涌入工作面的瓦斯量；針對N4502工作面瓦斯治理現(xiàn)狀，對該工作面制定多項措施：運(yùn)輸巷順層（上向）鉆孔預(yù)抽、回風(fēng)巷順層（下向）鉆孔抽采、頂板走向高位鉆孔抽采、上回風(fēng)尾巷密閉埋管抽采、上（下）回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷采空區(qū)密閉埋管抽放、合理調(diào)整工作面風(fēng)量以及上（下）端頭掛風(fēng)障、加強(qiáng)工作面瓦斯管理等瓦斯治理綜合措施。

三、N4502工作面瓦斯綜合治理措施

1.N4502運(yùn)輸巷順層（上向）鉆孔瓦斯抽采

N4502運(yùn)輸巷以順層鉆孔抽采為主，鉆場間距3m，每組鉆場布置2排，終孔間距為3m，每組鉆場5個鉆孔，即抽放半徑為1.5m。

2.N4502工作面采空區(qū)埋管瓦斯抽采

N4502新、老回風(fēng)巷每20m施工一個聯(lián)絡(luò)巷，老回風(fēng)巷敷設(shè)兩趟Ф400mm低負(fù)壓瓦斯抽采管路，N4502工作面采空區(qū)瓦斯抽采利用該聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行插管瓦斯抽采。

3. N4502回風(fēng)巷頂板走向高位鉆孔瓦斯抽采

（1）高位鉆孔瓦斯抽采技術(shù)原理：

高位鉆孔是在風(fēng)巷內(nèi)向煤層頂板施工的鉆孔，高位鉆孔瓦斯抽放又稱頂板裂隙帶瓦斯抽放，主要作用是以工作面回采采動壓力形成的頂板裂隙作為通道來抽放工作面上覆巖層以及上隅角涌出的瓦斯。

高位鉆孔抽到上隅角瓦斯是后期，隨著鉆孔的垂高變小，到接近落帶或進(jìn)入冒落帶時才能夠出現(xiàn)，這時抽放瓦斯的濃度變小，只要鉆場的鉆孔還能夠保留，則仍可發(fā)揮作用。

（2）高位鉆孔瓦斯抽采參數(shù)設(shè)計

N4502回風(fēng)巷每隔80m施工一個高位鉆場，鉆場共設(shè)計3組鉆孔，每組鉆孔4個，共計12個鉆孔，鉆孔開孔間距為400mm，鉆孔終孔高度分別為采高的5倍、6倍、7倍和8倍（5-1#、5-2#、5-3#鉆孔為采高的5倍，即20m；6-1#、6-2#、6-3#鉆孔為采高的6倍，即，24m；7-1#、7-2#、7-3#鉆孔為采高的7倍，即28m；8-1#、8-2#、8-3#鉆孔為采高的8倍，即32m）。鉆孔控制長度在巷道走向長125m，與前一鉆場鉆孔壓茬45m，鉆孔控制范圍為工作面煤壁以下（傾向）：5-1#、6-1#、7-1#、8-1#鉆孔5m范圍；5-2#、6-2#、7-2#、8-2#鉆孔15m范圍；5-3#、6-3#、7-3#、8-3#鉆孔為25m范圍，封孔長度不小于15m。

4.N4502回風(fēng)巷下向鉆孔瓦斯抽采

N4502回風(fēng)巷下向鉆孔抽采24221工作面未卸壓壓力集中帶的瓦斯，鉆孔控制在N4502工作面距回風(fēng)巷下幫傾向上0-50m范圍內(nèi)，而24221工作面未卸壓應(yīng)力集中帶是傾向上0-31.85m，將其包括在內(nèi)，鉆孔的終孔間距10×10m，鉆孔的開孔間距0.4×0.4m。鉆孔共施工5排，每排8個鉆孔，鉆孔全部施工在鉆場硐室的底板上，第一排鉆孔距鉆場硐室的西幫0.5m。

5.N4502低位抽放巷穿層鉆孔瓦斯抽采

為提高工作面預(yù)抽效果，解決采空區(qū)瓦斯涌出量問題，防止造成工作面在回采過程中采空區(qū)瓦斯涌出較大。在N4502低位抽放巷下幫每30m施工一個鉆場硐室，硐室規(guī)格：長×寬×高=6×5×3.5。第一個鉆場硐室施工在與6#通風(fēng)上山貫通點東10m的地方。鉆孔控制N4502工作面傾向上20m-100m范圍內(nèi)的煤體，其中N4502工作面卸壓區(qū)域的鉆孔終孔間距是10×10m， N4502工作面應(yīng)力集中區(qū)域的鉆孔終孔間距是3×3m。鉆孔布置在鉆場硐室的頂板上，鉆孔開孔間距0.5×0.5m，鉆孔共施工10排，控制鉆場硐室東西走向各15m范圍。第一鉆場硐室計劃施工89個鉆孔，進(jìn)尺5832.7m，第二鉆場硐室計劃施工79個鉆孔，進(jìn)尺5159.6m。

6.工作面管理

N4502工作面采煤機(jī)割煤時速度不得大于2.0m/min，在工作面片幫較為頻繁的范圍內(nèi)采煤機(jī)割煤速度不得大于1.0m/min。

N4502工作面在回采期間嚴(yán)格執(zhí)行《N4502工作面專項防突設(shè)計》，在工作面連續(xù)兩次突出危險性循環(huán)預(yù)測并且都合格之后，工作面可連續(xù)推進(jìn)30m，之后N4502工作面在每50m范圍進(jìn)行不少于2次突出危險性預(yù)測。

四、效果

通過以上N4502工作面瓦斯治理（管理）綜合措施，N4502工作面取得了顯著的成績，各抽采效果達(dá)標(biāo)評判單元均已合格。自2013年以來，該工作面除了片幫（或誤報）造成瓦斯超限以外，工作面瓦斯較為穩(wěn)定，工作面原始瓦斯含量由9.97m3/t降至（最大值）：6.9852 m3/t， 殘余瓦斯壓力（最大值）：0Mpa，共計施工順層（上向）瓦斯抽采鉆孔2422個，鉆孔進(jìn)尺18116677m，瓦斯抽采量542.24萬m3，正?；夭善陂g，上隅角瓦斯?jié)舛?.22%-0.4%，集中回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.21%-0.32%。

通過N4502工作面現(xiàn)場情況及瓦斯來源分析，由于N4502工作面5#煤層較厚，且留有部分底煤，因此，N4502綜采工作面采空區(qū)瓦斯來源于多方面的因素，應(yīng)加強(qiáng)N4502工作面瓦斯管理、瓦斯治理工作，嚴(yán)格按照《N4502綜采工作面瓦斯綜合治理措施》執(zhí)行，從源頭上解決了采面上隅角瓦斯超限問題。

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