王坡煤矿综采工作面瓦斯治理技术.pdf
收稿日期２０２０ ０３ ０４ 作者简介姚鹏飞１９９０ － ꎬ男ꎬ山西晋城人ꎬ助理工程师ꎬ从事通风技术工作ꎮ ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００５ －２７９８. ２０２０. ０７. ０２１ 王坡煤矿综采工作面瓦斯治理技术 姚鹏飞 山西天地王坡煤业有限公司ꎬ 山西 晋城 ０４８０２１ 摘 要为保证王坡煤矿 ３３１０ 综放面回采时期安全开采ꎬ防止瓦斯超限ꎬ结合工作面瓦斯赋存情况ꎬ利用 边界回风巷采用“卸压带抽采 ＋ 上隅角插管 ＋ 横川埋管抽采”模式进行瓦斯治理ꎮ 结果表明ꎬ该治理模式 适合王坡煤矿瓦斯治理要求ꎬ同时给类似情况的煤矿提供了借鉴ꎮ 关键词综采工作面ꎻ瓦斯ꎻ治理模式 中图分类号ＴＤ７１２ 文献标识码Ｂ 文章编号１００５ ２７９８２０２００７ ００５３ ０２ １ 工作面基本情况 王坡煤矿 ３３１０ 工作面位于三采区四条集中巷 南侧ꎬ停采线为南集中回风巷往南 ２４５ ｍꎬ停采线以 里走向长度 １ ９９６ ｍꎬ采用综采放顶煤开采方式ꎬ目 前已经回采了１３ 个月ꎬ回采面推进１ ２１６ ｍꎬ生产原 煤超过 １２０ 万 ｔꎮ 根据瓦斯测定结果ꎬ工作面煤层瓦 斯含量为 ６. ４６ １５. ６２ ｍ３/ ｔꎬ平均瓦斯绝对涌出量 ６.５６ ｍ３/ ｍｉｎꎬ相对瓦斯涌出量为 ２. ０６ ｍ３/ ｔꎬ抽采钻 孔百米钻孔流量在 ０. １５ ｍ３/ ｍｉｎ 左右ꎬ矿井瓦斯等 级为高瓦斯矿井ꎬ经鉴定煤层不具有煤与瓦斯突出 危险性ꎮ ３３１０ 综放工作面采用“Ｕ”型通风方式ꎬ风 量为 ２ ６９２ ｍ３/ ｍｉｎꎮ 虽然采前先期施工顺层钻孔对 工作面瓦斯进行了预抽ꎬ但由于抽采系统能力不足ꎬ 预抽效果欠佳ꎬ采空区、上隅角等仍存在瓦斯超限现 象ꎬ必须进一步采取措施加以治理ꎮ ２ 瓦斯治理模式 ３３１０ 综放工作面瓦斯治理模式的核心是在预 抽达标的情况下利用边界回风巷采用“卸压带抽采 ＋ 上隅角插管 ＋ 横川埋管抽采”治理瓦斯ꎬ瓦斯抽 采示意如图 １ 所示ꎮ 把与 ３３１０ 回风巷平行的 ３３０８ 运输巷先作为 ３３１０ 的专用抽采巷与采区边界回 风巷连接ꎬ每隔 ６０ ｍ 从专用抽采巷道用联络巷横 川与 ３３１０ 回风巷贯通ꎬ或者每隔 ５ １０ ｍ 用大直 径钻孔与 ３３１０ 回风巷贯通ꎮ ３３１０ 工作面推进后ꎬ ３３０８ 运输巷专用抽采巷通过横川或者大直径钻 孔与 ３３１０ 工作面采空区连通ꎬ形成新系统ꎮ 每个 横川或者大直径钻孔内安装 １ 趟 Ｄ４２６ ｍｍ 瓦斯 抽采管路ꎬ一端与瓦斯抽采巷道的 Ｄ６３０ ｍｍ 瓦斯抽 采管路相连ꎬ另一端铺向 ３３１０ 采空区ꎮ 随着回采面 推进ꎬ对不断变化的采空区密闭埋管和上隅角插管 进行动态瓦斯抽采ꎮ ３５ 实实用用技技术术 总第 ２５１ 期 ２. １ 采空区瓦斯抽采 首先将距工作面最近的横川或距回采工作面 约 ６０ ｍ 处大直径钻孔预埋的 Ｄ４２６ ｍｍ 抽采管路 与 ３３０８ 运输巷的 Ｄ６３０ ｍｍ 抽采支管对接ꎬ对接时 使用 Ｄ４２６ ｍｍ 抽采软管和 Ｄ４２６ ｍｍ 短节进行连 接ꎮ 工作面往南 ６０ ｍ 范围开始与采空区相连的横 川或者大直径钻孔必须保持至少 ３ 个处于正常 抽采状态ꎮ 如果瓦斯抽采浓度小于 ５％ 时ꎬ可适当 降低横川或者大直径钻孔抽采混合流量ꎬ一般 地ꎬ依次由北向南对瓦斯抽采浓度小于 ５％ 的横川 或者大直径钻孔 降低抽采混合流量或者关 闭[１ －２]ꎮ ２. ２ 上隅角瓦斯抽采 从 ３３１０ 回风巷距工作面最近的横川口的 Ｄ４２６ ｍｍ管路未端向上隅角安装 １ 趟 Ｄ４２６ ｍｍ 抽 放软管并插入上隅角综采支架后 ２ ３ ｍꎬ插入管路 距离巷道底板 １. ５ ２ ｍꎮ 随着工作面回采推进ꎬ在 上隅角位置每间隔 ４ ｍ 采用编织袋装沫煤压实后ꎬ 堆叠一堵厚度不小于 １. ５ ｍ 的密闭墙ꎬ密闭完成后 用风筒布覆盖ꎬ四周用化学浆喷严ꎬ保证能完全与采 空区隔断ꎮ 同时在 ３３０８ 运输巷将对应横川或大 直径钻孔的 Ｄ４２６ ｍｍ 抽放管路与 Ｄ６３０ ｍｍ 瓦斯 抽放管路连接ꎬ如此完成上隅角插管抽采ꎮ 如果周 期来压或者瓦斯涌出异常ꎬ要加强上隅角插管抽 采[３ －４]ꎮ ２. ３ 卸压区域瓦斯抽采 ３３１０ 工作面事实上还存在着抽采空白带和抽 采薄弱带ꎬ采取抽采工作面煤壁前方卸压区域的瓦 斯消除这个问题ꎮ 经观察ꎬ３３１０ 工作面煤壁前方卸 压区域一般在工作面煤壁前方 ３ ６０ ｍꎮ 在这个卸 压区域ꎬ煤层透气性呈现上千倍的增长ꎬ非常有利于 瓦斯 抽 采ꎮ 通 过 工 作 面 两 巷 道 Ｄ３７７ ｍｍ 或 Ｄ４５７ ｍｍ预抽瓦斯管路最未端堵盘上预留的两个 Ｄ８０ ｍｍ 短接ꎬ向工作面方向安装两趟 Ｄ７６ ｍｍ 煤矿 井下抽放瓦斯用橡胶连接软管以下简称“Ｄ７６ ｍｍ 抽放软管”ꎬ与卸压区域的抽放钻孔距工作面 ５ ６０ ｍ 范围钻孔分别间隔连接进行抽放ꎬ钻孔与两 趟 Ｄ７６ ｍｍ 抽放软管要平均连接ꎮ 距工作面 ５ ｍ 范 围内的钻孔不抽后ꎬ要及时拆除并封堵严实[５]ꎮ ３ 瓦斯治理效果分析 为了分析工作面瓦斯治理效果ꎬ统计了回采期 间工作面回风流和边界巷瓦斯浓度ꎬ见表 １ꎮ 表 １ ３３１０ 工作面回风巷及边界巷瓦斯浓度统计 序号月份 瓦斯浓度/ ％ 回风巷边界巷 １２０１８.１００.４１未用 ２２０１８.１１０.３８０.６３ ３２０１８.１２０.３００.７８ ４２０１９.０１０.６００.８９ ５２０１９.０２０.５００.５３ ６２０１９.０３０.４９０.６２ ７２０１９.０４０.３６０.４２ ８２０１９.０５０.６７１.３１ ９２０１９.０６０.５７１.０８ １０２０１９.０７０.４００.４９ １１２０１９.０８０.５１０.４３ １２２０１９.０９０.６５０.９８ １３２０１９.１００.６１１.３７ 由表 １ 可以看出ꎬ３３１０ 工作面回采期间边界巷 瓦斯浓度为 ０. ４２％ １. ３７％ꎬ边界巷实际起到了尾 巷的作用ꎬ但边界巷的瓦斯浓度比规程要求的尾巷 瓦斯浓度低一些ꎬ在边界巷的安全性高一些ꎬ但在横 川和大直径钻孔里面的瓦斯浓度较高ꎮ 回风巷风流 瓦斯浓度为 ０. ３６％ ０. ６７％ꎬ上隅角也没有瓦斯超 限ꎬ满足了工作面安全生产的要求ꎮ ４ 结 语 王坡煤矿 ３３１０ 综采面在完全 Ｕ 通风方式下利 用边界回风巷采用“横川埋管抽采 ＋ 上隅角插管 ＋ 卸压带抽采”的瓦斯治理模式ꎬ取得了良好的效果ꎬ 有效防治了瓦斯事故的发生ꎮ 对类似条件的工作面 瓦斯治理有一定的借鉴意义ꎮ 参考文献 [１] 崔国宏. 煤与瓦斯突出煤层防突技术研究及应用[Ｊ]. 煤ꎬ２０１９ꎬ２８１１５ －１７. [２] 王 杰. 五轮山煤矿高瓦斯综采面高抽巷布置优化与 效果考察[Ｄ]. 淮南安徽理工大学ꎬ２０１８. [３] 吕海钢. 抽采利用技术在煤矿瓦斯防治中的有效应用 分析[Ｊ]. 石化技术ꎬ２０１９ꎬ２６１２１７２ －１７３. [４] 王清峰ꎬ陈 航. 瓦斯抽采智能化钻探技术及装备的 发展与展望[Ｊ]. 工矿自动化ꎬ２０１８ꎬ４４１１１８ －２４. [５] 李文芳. 赵庄煤业 １３０８ 综采面瓦斯综合治理实践 [Ｊ]. 煤ꎬ２０１８ꎬ２７８３５ －３６. [责任编辑常丽芳] ４５ ２０２０ 年 ７ 月 姚鹏飞王坡煤矿综采工作面瓦斯治理技术 第 ２９ 卷第 ７ 期
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