綜采工作面走向高抽巷大直徑鉆孔治理瓦斯的實踐研究

王鑫 李光友 康曉波

摘 要：本文通過分析綜采工作面瓦斯涌出來源及規(guī)律，通過比較分析鄰近工作面走向高抽巷和9813工作面走向高抽巷配合大直徑鉆孔在初次來壓老頂破斷之前的瓦斯抽采效果，證明大直徑鉆孔配合高抽巷可以有效解決綜放工作面初采期間的瓦斯問題。

關(guān)鍵詞：走向高抽巷;大直徑鉆孔;瓦斯治理

1工作面概況

開元公司9813工作面位于9#煤二水平八采區(qū)，標高776～794m，煤層埋藏深度347～426m，煤層厚度5.2m～6.1m，平均5.4m。9813工作面以北是9406已采區(qū)，東部9#煤八采區(qū)回收面未采，南靠9711已采區(qū)，西接9#煤八采區(qū)系統(tǒng)巷和9804采空區(qū)，上方3#煤未采。

本工作面大部處于8、9號煤合并區(qū)，停采線以西103m范圍存在8、9#煤分叉區(qū)，分叉區(qū)層間距最厚2.2m，參考鄰近工作面9711綜采工作面正常生產(chǎn)期間，預(yù)計9813工作面瓦斯含量及瓦斯壓力隨著深度的增加由北向南逐漸增大;預(yù)計工作面瓦斯含量4.6～5.3m3/t，瓦斯壓力0.25～0.29MPa，預(yù)計瓦斯絕對涌出量為45m3/min。

工作面共布置進風巷、輔助運輸巷、回風巷、抽采措施巷、配風巷、走向高抽巷5條巷道，其中，工作面走向高抽巷布置在3號煤層，其余巷道布置在9號煤層，兩層煤層間距達到40米左右。工作面采用“三進兩回”的通風方式，即進風巷、輔助運輸巷、配風巷為工作面進風，回風巷、抽采措施巷為工作面回風。工作面總配風量約為 2188m3/min，主要采用走向高抽巷、抽采措施巷配合本煤層普通瓦斯順層鉆孔解決瓦斯問題。

2瓦斯涌出來源及規(guī)律分析

首先，在工作面回采過程中，隨著煤巖體的破壞，破碎的煤體、采煤工作面和采空區(qū)會涌出卸壓瓦斯氣體，這是瓦斯產(chǎn)生的主要因素;其次，隨著工作面向前推進，受采動影響原巖應(yīng)力重新達到平衡狀態(tài)，在此過程中，工作面圍巖裂隙發(fā)育導(dǎo)致瓦斯釋放，本煤層上下鄰近層產(chǎn)生若干巖層裂隙帶，釋放的瓦斯通過裂隙帶氣體通道涌入采煤工作面;最后，礦井的U 型通風方式導(dǎo)致工作面的一小部分漏風流進入到采空區(qū)，隨著工作面的向前推進，工作面后方采空區(qū)區(qū)域越來越大，風流會帶出大量的采空區(qū)瓦斯，同時在整個工作面中，從進風側(cè)至回風側(cè)，負壓逐漸增大，回風巷口負壓達到最大，所有工作面及采空區(qū)瓦斯都涌入工作面回風側(cè)，聚集至回風巷上隅角隨著回風巷風流一起排出。

3走向高抽巷抽采效果

開元公司常用的治理瓦斯的方法主要是瓦斯抽采巷配合本煤層、鄰近層普通瓦斯鉆孔。根據(jù)臨近9711綜采工作面開采實踐經(jīng)驗，高抽巷抽采采空區(qū)瓦斯能夠有效治理采空區(qū)回風側(cè)的高濃度瓦斯，緩解工作面生產(chǎn)時大量采空區(qū)瓦斯涌入上隅角，造成上隅角瓦斯?jié)舛瘸薜膯栴}，使得礦井能夠安全正常高效的生產(chǎn)。

鄰近9711綜采工作面根據(jù)現(xiàn)場實測得出，工作面推進25 m時，瓦斯涌出量為2～7m3/min;工作面推進25～28m左右時，伴隨著工作面直接頂開始垮落，鄰近層瓦斯開始沿裂隙帶涌出，工作面瓦斯涌出急劇增加，達到9～19m3/min;在工作面推進29～43m左右時，工作面老頂?shù)谝淮慰迓?，隨著鄰近層瓦斯的持續(xù)大量涌出，達到工作面初采期間瓦斯涌出量最大值17～35m3/min，造成工作面回風流特別是上隅角瓦斯?jié)舛冗_1.5%以上，給工作面的安全生產(chǎn)帶來極大的不安全隱患。

通過實測瓦斯參數(shù)可知，工作面初采期間，由于走向高抽巷與工作面切巷沒有通道，導(dǎo)致高抽巷無法發(fā)揮其抽采作用，工作面出現(xiàn)了瓦斯異常涌出現(xiàn)象，直至工作面初次來壓老頂逐步垮落后，高抽巷與工作面通過圍巖裂隙連通，高抽巷才能起到抽采瓦斯的作用，工作面瓦斯?jié)舛然痉€(wěn)定在0.5%以下。

4后高抽巷大直徑鉆孔抽采效果實踐

為解決工作面初采期間的瓦斯隱患，走向高抽巷可以及時抽采瓦斯，9813工作面采用后高抽巷配合大直徑鉆孔解決工作面初采瓦斯的問題，如圖1所示。在工作面切巷后部上方15米層位施工一條瓦斯抽放巷，與走向高抽巷連通，然后在切巷上方依次施工5個大直徑鉆孔，1號孔直徑1.5m，與切巷直接貫通，其余鉆孔直徑為244mm，施工至煤層上方5米層位，這樣利用大直徑鉆孔與工作面采空區(qū)的聯(lián)通形成抽放瓦斯通道，工作面初采期間，走向高抽巷可以及時發(fā)揮其抽采作用，工作面圍巖瓦斯、鄰近層瓦斯都可以通過鉆孔導(dǎo)入走向高抽巷。

圖1? 9813走向高抽巷鉆孔示意圖

實踐證明，走向高抽巷采用大直徑鉆孔配合抽采后，首孔抽采混合量達到 210 m3/min，通過對回風巷上隅角瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)測顯示，如圖2所示，初采期間，上隅角瓦斯?jié)舛缺３衷?.4%～0.6% 之間，相較未提前連通高抽巷時，瓦斯抽采效果明顯，瓦斯?jié)舛仁冀K維持在較低水平。

圖2 抽采效果對比示意圖

5 結(jié)束語

開元公司9813綜采工作面使用大直徑鉆孔配合走向高抽巷的技術(shù)方案，高抽巷與工作面切巷在初采期間通過鉆孔連通，在初次來壓老頂破斷之前，即可發(fā)揮工作面走向高抽巷抽放瓦斯的作用，成功的解決綜放工作面初采期間的瓦斯問題，說明大直徑鉆孔配合高抽巷解決綜放工作面初采期間的瓦斯問題是可行的。

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作者簡介：

王鑫（1987-），男，山西晉中人，2013年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程專業(yè)，碩士研究生畢業(yè)，工程師，研究方向：采煤技術(shù).