鶴煤六礦頂板高抽巷瓦斯抽放技術(shù)及應(yīng)用

1、頂板高抽巷抽放瓦斯技術(shù)研究及應(yīng)用 王玉振（河南能源化工集團(tuán) 鶴煤公司六礦，河南鶴壁，458000）摘 要：鶴煤六礦2141綜采放頂煤工作面在頂板中布置高抽巷，進(jìn)行瓦斯抽放，成功解決了上隅角和回風(fēng)流瓦斯超限問題，從而大大提高了工作面的推進(jìn)速度，保證了安全生產(chǎn)，這對礦區(qū)內(nèi)其他礦井的瓦斯抽放具有重要意義。關(guān)鍵詞：綜放工作面 高抽巷 抽放負(fù)壓Study on Technology of High-level entry for gas Drainage in Roof and Its ApplicationNiu Xian-wei Wang Yu-zhen(Henan energy chemical

2、group, Hebi Coal Mine Group Company No.6 Coal Mine, Hebi 458000, China)Abstract：High-level entry is arranged in the roof of fully-mechanized coal face with sublevel caving 2141 in Hebi Coal Mine Group Company No.6 Coal Mine, using for discharging gas, the problems of gas to limit is solved successiv

3、ely. Therefore the advancing speed of the coal face is greatly improved and the safety production is guaranteed, and this has an important significance to other coal mine of the same mine area.Keyword：fully-mechanized coal face with sublevel caving; high-level entry; negative pressure of suction1引言鶴

4、煤六礦始建于1958年，1964年投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力120萬噸年，現(xiàn)礦井核定生產(chǎn)能力為130萬噸/年。2012年度瓦斯等級鑒定結(jié)果為：絕對瓦斯涌出量為51.86m3/min，相對瓦斯涌出量為23.34m3/t，瓦斯等級為煤與瓦斯突出礦井。為了有效治理工作面瓦斯，在優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在首采面2141綜放工作面開采初期采用了采空區(qū)埋管抽放瓦斯，但效果并不理想，不能從根本上解決工作面瓦斯超限問題。針對這種情況，提出了在頂板中布置高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯進(jìn)行瓦斯治理，防治瓦斯超限的方法，取得了良好的效果，保證了采煤工作面安全高效生產(chǎn)。2 2141工作面概況及瓦斯治理現(xiàn)狀2.1工作面概況2141北工

5、作面位于我礦二水平東翼214采區(qū)。井下位置：東部為2143采空區(qū)；南部為未開采的2141南工作面；西部為2003采空區(qū)；上順槽平行于6F4斷層，距該斷層約25m，北部為東風(fēng)井保護(hù)煤柱。2141北工作面通風(fēng)方式采用U型全負(fù)壓通風(fēng)，工作面采用走向長壁輕型液壓支架綜采放頂煤采煤方法進(jìn)行回采，頂板管理采用全部垮落法進(jìn)行頂板管理。2.2瓦斯治理現(xiàn)狀2141北工作面于2001年4月至2004年8月在上順槽、下順槽、中切割及北七軌道施工了617個抽放鉆孔，累計鉆孔工程量23465m。截止到2005年12月，2141北工作面布置的617個抽放鉆孔累計抽出222.31萬m3，抽放率為37.3%，預(yù)計工作面殘存瓦

6、斯含量約為8.91m3/t。根據(jù)鶴煤工程技術(shù)研究中心于2011年4月在2141北工作面進(jìn)行了實測瓦斯含量數(shù)據(jù)顯示，工作面殘存瓦斯含量值最大為9.38m3/t。2141北工作面于2011年10月份正式投產(chǎn)，初采期間采取埋管抽放采空區(qū)瓦斯。采空區(qū)埋管抽放平均抽放量為2.02 m3/min。工作面回風(fēng)流平均瓦斯?jié)舛葹?.26%0.68%，平均瓦斯風(fēng)排量為6.75 m3/min。工作面平均瓦斯風(fēng)排量可達(dá)平均瓦斯抽放量的3.3倍，工作面主要以風(fēng)排瓦斯量為主。工作面時常出現(xiàn)瓦斯報警斷電，采空區(qū)埋管抽放不能從根本上解決工作面瓦斯超限問題。經(jīng)公司決定，2141北工作面從2011年11月開始停產(chǎn)檢修，布置工作面

7、頂板高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯。3高抽巷在綜放工作面的應(yīng)用3.1高抽巷布置位置及參數(shù)2141北工作面煤層偽頂不發(fā)育，一般表現(xiàn)為0.2m0.4m的炭質(zhì)泥巖，平均厚度0.3m，含炭量高，質(zhì)地松軟，隨采隨落，對工作面回采影響不太；二1煤層直接頂為深灰色砂質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)致密，鈣矽質(zhì)膠結(jié)，局面含炭質(zhì)及白云母片，含植物化石碎片，厚度11.63m18.73m，平均厚度15.18m，若頂板高抽巷沿煤層偽頂上部的直接頂中布置，施工比較方便，且巷道處于裂隙帶內(nèi)。 選擇在2141北工作面上順槽回風(fēng)巷對口開口掘進(jìn)平巷15m（圖1），然后改為與上順槽平行方向，按15°上山施工40m斜巷見巖后，再施工平巷250m，直至

8、設(shè)計位置。這樣2141北工作面頂板高抽巷與上順槽在垂直方向的投影間距1020m，在水平方向的距離為1520m。距2141北工作面切眼最短20m (圖2) 。該巷道的具體用途就是抽采瓦斯，其服務(wù)期限將隨著工作面的收尾而結(jié)束。因而，其斷面大小和支護(hù)形式只要能滿足掘進(jìn)期間的施工安全即可。圖1高抽巷抽放系統(tǒng)平面圖圖2高抽巷與上順槽位置圖3.2高抽巷密閉規(guī)格高抽巷能否取得良好的抽放效果，關(guān)鍵在于高抽巷的密閉質(zhì)量，即保證密閉的嚴(yán)密性。密閉應(yīng)建在高抽巷口見巖石頂板較平直段，且為雙層密閉；密閉墻體為磚石結(jié)構(gòu)，厚度不小于500mm，掏槽深度不小于200mm，兩道密閉間距為500mm，并在兩道密閉中間用封堵材料嚴(yán)

9、密注實；最后在密閉外510m范圍內(nèi)全巷道噴漿處理。3.3抽放設(shè)備2141北工作面采用抽放系統(tǒng)采用2臺2BEC-52水環(huán)真空泵，為了保證連續(xù)抽放工作面采空區(qū)高位裂隙內(nèi)瓦斯，在圖5-1A處密閉位置引出兩根16寸抽采管路，兩根管路在圖5-1B處密閉位置與主管路合茬。該主管路經(jīng) 2141北工作面進(jìn)料巷與井下移動泵站2BEC-52水環(huán)真空泵合茬。根據(jù)2012年2月份頂板高抽巷瓦斯抽放試驗結(jié)果表明，工作面從 2月5日開始抽放，瓦斯抽放量隨時間的變化而不斷增大，主要是因為開始抽放時，工作面距頂板高抽巷的最短距離為6m，采煤工作面頂板來壓，頂板高抽巷產(chǎn)生裂隙與回采工作面采空區(qū)聯(lián)通，在抽放負(fù)壓不斷增大的情況下，

10、瓦斯抽放量不斷增大。由于頂板高抽巷抽放負(fù)壓過大，抽放濃度逐漸降低，且容易導(dǎo)致采空區(qū)自然發(fā)火，隨之將抽放負(fù)壓不斷減小，當(dāng)抽放負(fù)壓處于1525KPa之間時，抽放量曲線和風(fēng)排量曲線逐漸趨于重合，抽放量可達(dá)45 m3/min。因此將抽放負(fù)壓范圍暫定為1525KPa（見圖3、4和5）。圖3工作面瓦斯抽排量隨時間變化圖4頂板高抽巷抽采負(fù)壓隨時間的變化圖5工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛入S時間的變化3.4抽放效果分析抽放負(fù)壓是影響抽放效果的關(guān)鍵因素，在瓦斯抽放初期對各個參數(shù)進(jìn)行研究對比，確定最佳抽放負(fù)壓為1525KPa。2141工作面從2012年2月開始實施高抽巷抽放瓦斯至2012年9月結(jié)束。歷時7個月，以四月的瓦斯抽

11、放為例，對抽放效果進(jìn)行評價。工作面配風(fēng)量為1260 m3/min左右，瓦斯平均風(fēng)排量為2.655.17 m3/min，平均抽放量為3.328.23 m3/min。工作面回風(fēng)流中平均瓦斯?jié)舛葹?.210.41%，抽放負(fù)壓為1525KPa，月平均抽放量可達(dá)5.74 m3/min。工作面回采期間上隅角的瓦斯?jié)舛茸罡呖蛇_(dá)0.420.64%，回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛茸罡呖蛇_(dá)0.350.57%。工作面上隅角和回風(fēng)流中沒有發(fā)生瓦斯超限問題，說明高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯是一種有效的瓦斯治理方法。4主要結(jié)論（1）頂板高抽巷是抽采采空區(qū)瓦斯和采煤工作面上方頂板裂隙帶內(nèi)的卸壓瓦斯、解決工作面上隅角和工作面回風(fēng)流中的瓦斯超限問題

12、的方法之一，隨著工作面的向前推進(jìn)，頂板冒落，采空區(qū)瓦斯就會沿裂隙向上流動涌向整個裂隙帶。因此，頂板冒落后產(chǎn)生裂隙的程度和狀態(tài)是影響瓦斯抽放量的主要因素。（2）合理選擇抽放負(fù)壓和合理的布置頂板高抽巷的層位是保證抽放濃度和抽放量的關(guān)鍵。根據(jù)試驗工作面研究表明，抽放負(fù)壓在1525KPa之間，并且工作面頂板高抽巷與上順槽的水平投影距離和垂直投影距離分別為1520m和1418m時，瓦斯抽放效果最好。（3）頂板高抽巷在2141北工作面的試驗應(yīng)用，成功解決了綜采放頂煤工作面回采時，上隅角和回風(fēng)流瓦斯超限問題。即工作面投產(chǎn)初采期間應(yīng)用采空區(qū)埋管抽放技術(shù)，工作面時常出現(xiàn)瓦斯超限，而采用頂板高抽巷抽放瓦斯技術(shù)后，基本達(dá)到了“0”超限，從而大大提高了工作面的推進(jìn)速度，保證了安全生產(chǎn)。參考文獻(xiàn)1 周華東,許家林,胡國忠等.綜采工作面初采期局部高抽巷瓦斯治理效果分析J.煤 炭 科 學(xué) 技 術(shù),2012.5, 40(5).2 劉冠學(xué)，唐永志，許培德等.謝二礦高