申晨++陳為強(qiáng)

摘要：近年來(lái)，礦井瓦斯隨著開(kāi)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(shí)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(lèi)號(hào)：TD712 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）016-000-01

一、 N4502工作面概況

N4502工作面前期采用長(zhǎng)壁綜放開(kāi)采，在開(kāi)采過(guò)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(zhuān)家組論證意見(jiàn)，提出了對(duì)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(guò)理論分析、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合研究手段，研究大傾角煤層走向長(zhǎng)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(zhǎng)壁工作面推采過(guò)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(lái)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(shí)，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(lái)攔截這部分的瓦斯，減少其涌入工作面的瓦斯量；針對(duì)N4502工作面瓦斯治理現(xiàn)狀，對(duì)該工作面制定多項(xiàng)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(chǎng)間距3m，每組鉆場(chǎng)布置2排，終孔間距為3m，每組鉆場(chǎng)5個(gè)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(gè)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(chēng)頂板裂隙帶瓦斯抽放，主要作用是以工作面回采采動(dòng)壓力形成的頂板裂隙作為通道來(lái)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(shí)才能夠出現(xiàn)，這時(shí)抽放瓦斯的濃度變小，只要鉆場(chǎng)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(jì)

N4502回風(fēng)巷每隔80m施工一個(gè)高位鉆場(chǎng)，鉆場(chǎng)共設(shè)計(jì)3組鉆孔，每組鉆孔4個(gè)，共計(jì)12個(gè)鉆孔，鉆孔開(kāi)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(zhǎng)度在巷道走向長(zhǎng)125m，與前一鉆場(chǎng)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(zhǎng)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(kāi)孔間距0.4×0.4m。鉆孔共施工5排，每排8個(gè)鉆孔，鉆孔全部施工在鉆場(chǎng)硐室的底板上，第一排鉆孔距鉆場(chǎng)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(wèn)題，防止造成工作面在回采過(guò)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(gè)鉆場(chǎng)硐室，硐室規(guī)格：長(zhǎng)×寬×高=6×5×3.5。第一個(gè)鉆場(chǎng)硐室施工在與6#通風(fēng)上山貫通點(diǎn)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(chǎng)硐室的頂板上，鉆孔開(kāi)孔間距0.5×0.5m，鉆孔共施工10排，控制鉆場(chǎng)硐室東西走向各15m范圍。第一鉆場(chǎng)硐室計(jì)劃施工89個(gè)鉆孔，進(jìn)尺5832.7m，第二鉆場(chǎng)硐室計(jì)劃施工79個(gè)鉆孔，進(jìn)尺5159.6m。

6.工作面管理

N4502工作面采煤機(jī)割煤時(shí)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(zhuān)項(xiàng)防突設(shè)計(jì)》，在工作面連續(xù)兩次突出危險(xiǎn)性循環(huán)預(yù)測(cè)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(xiǎn)性預(yù)測(cè)。

四、效果

通過(guò)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(jī)，各抽采效果達(dá)標(biāo)評(píng)判單元均已合格。自2013年以來(lái)，該工作面除了片幫（或誤報(bào)）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(jì)施工順層（上向）瓦斯抽采鉆孔2422個(gè)，鉆孔進(jìn)尺18116677m，瓦斯抽采量542.24萬(wàn)m3，正常回采期間，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(guò)N4502工作面現(xiàn)場(chǎng)情況及瓦斯來(lái)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(lái)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(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王省生.礦井災(zāi)害防治理論與技術(shù)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1991.

[2]曾廣冬.多孔介質(zhì)溶質(zhì)運(yùn)移理論研究及鹽淡水界面的數(shù)值模擬[J].天津大學(xué)，2002.

[3]林柏泉，張建國(guó).礦井瓦斯抽放理論與技術(shù)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1998.

[4]林柏泉，崔恒信.礦井瓦斯防治理論與技術(shù)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1998.

[5]張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術(shù)[M].煤炭工業(yè)出版社，2001.