大直径高位钻孔治理综放工作面初采期瓦斯涌出

发布时间：2020-07-15 17:30

【摘要】：针对阳煤一矿北丈八井采用伪倾斜后高抽巷治理综放工作面初采期瓦斯涌出不均衡,由此造成的施工工期长、工程量大、成本高、采掘接替紧张的问题,在81102综放工作面进行了大直径高位钻孔代替伪倾斜后高抽巷的试验,研究了两者的抽采技术机理和抽采效果。结果表明:大直径高位钻孔能成功解决工作面初采期的瓦斯不均衡涌出和频繁超限问题,工作面初采期间,回风流瓦斯涌出相对平稳,未出现瓦斯涌出峰值;瓦斯抽采量稳定上升,最终达到26.97m3/min。认为用大直径高位钻孔代替伪倾斜后高抽巷是可行的。
【图文】：

垮落，造成了２次不稳定涌出高峰。８１００２工作面初采期瓦斯涌出特征如图１所示。从图１可以看出：（１）从工作面开始回采到推进距开切巷１０ｍ以内，由于直接顶尚未断裂，邻近的含瓦斯围岩和煤层尚未卸压，工作面瓦斯主要来源于割煤、放顶煤产生的瓦斯。瓦斯涌出量比较稳定，为３．７５ｍ３／ｍｉｎ；随着工作面的推进，当工作面距切巷１０ｍ以后时，随着直接顶逐渐冒落，含瓦斯的上邻近煤岩层逐渐卸压，瓦斯涌出量逐渐增大。当工作面距切巷１７ｍ时，瓦斯涌出量增大到图１８１００２工作面初采期瓦斯涌出特征１４．３４ｍ３／ｍｉｎ，工作面瓦斯涌出出现第１次高峰，工作面瓦斯开始频繁超限。（２）在工作面距切巷２４～３４ｍ左右时，上覆１３＃煤层卸压，大量卸压瓦斯涌向回采工作面，工作面瓦斯涌出出现第２次高峰，为初采期瓦斯涌出量最大值，达到２８．７６ｍ３／ｍｉｎ。同时，走向高抽巷开始抽出瓦斯，瓦斯抽采量为１４．６６ｍ３／ｍｉｎ。（３）当工作面推进到距切巷３４ｍ时，走向高抽巷得到充分卸压，抽出大量瓦斯，抽采量达到３１．８ｍ３／ｍｉｎ，风排瓦斯量降为２２．４７ｍ３／ｍｉｎ。此后，由于走向高抽巷的作用，工作面瓦斯涌出量迅速下降，风排瓦斯量逐渐降低到１０ｍ３／ｍｉｎ左右。瓦斯超限问题得到缓解，工作面安全有了保障。３伪倾斜后高抽巷治理综放工作面初采期瓦斯涌出存在的问题针对８１００２工作面出现的问题，阳煤集团采用伪倾斜后高抽巷配合走向高抽巷治理１５＃煤层综放工作面初采期瓦斯不稳定涌出问题。以８９０２工作面为例，该

伪倾斜后高抽巷的布置，抽采了大量近距离邻近层的卸压瓦斯，这一阶段抽放纯量增加至１７．６１ｍ３／ｍｉｎ，风排瓦斯量相应增加，并未出现像８１００２工作面开采初期瓦斯涌出大幅度变化的情况（见图１），风排瓦斯量平均１１．４０ｍ３／ｍｉｎ，瓦斯超限次数大幅减少；工作面推进至３４ｍ时，老顶初次来压，卸压带高度达到走向高抽巷，抽放纯量增加至２３．０４ｍ３／ｍｉｎ，此时工作面风排瓦斯量平均为９．６１ｍ３／ｍｉｎ。图２８９０２工作面初采期瓦斯涌出特征伪倾斜后高抽巷虽然成功解决了综放工作面初采期瓦斯不稳定涌出问题，但由于伪倾斜后高抽巷是在岩巷中掘进，生产工艺复杂、工期长、成本高、容易造成采掘衔接紧张等问题，影响矿井的安全生产。４大直径高位钻孔布置针对伪倾斜后高抽巷的弊端，提出了采用大直径高位钻孔替代伪倾斜后高抽巷的试验。试验在１５＃煤层的８１１０２工作面进行。该工作面与８９０２工作面相似，煤层平均煤厚６．６５ｍ，工作面走向长为１１６６ｍ，倾向长２４０．５ｍ。采用综采放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板。共布置进风巷、回风巷、内错尾巷、走向高抽巷４条巷道。内错尾巷距回风巷１５ｍ处平行回风巷布置；走向高抽巷前３４６ｍ布置在工作面上方距１５＃煤层４３．５ｍ的１２＃煤层中，后７４５ｍ布置在距１５＃煤层３５．８ｍ的１３＃煤层中，水平方向距工作面回风巷３０ｍ。为了治理初采期邻近层卸压瓦斯不均衡的涌向回采工作面，造成工作面瓦斯超限事故，在距８１１０２工作面回风巷３０ｍ处的切眼巷内，即走向高抽巷正下方的煤帮钻场，向工作

现第２次瓦斯涌出高峰，但由于大直径高位钻孔的布置，抽采了大量近距离邻近层卸压瓦斯，这一阶段抽放纯量增加至２０．５２ｍ３／ｍｉｎ，风排瓦斯量相应增大，没有出现像８１００２工作面开采初期瓦斯涌出大幅度变化的情况（见图１），风排瓦斯量平均１２．１９ｍ３／ｍｉｎ，瓦斯超限次数大幅减少；工作面推进至３４ｍ时，老顶初次来压，卸压带高度达到走向高抽巷，抽放纯量增加至２６．９７ｍ３／ｍｉｎ，此时工作面风排瓦斯量平均为１０．２６ｍ３／ｍｉｎ。图４８１１０２工作面初采期瓦斯涌出特征通过对比分析８１１０２工作面和８９０２工作面回采期间瓦斯涌出规律可以看出：由于大直径高位钻孔的连通，在８１１０２工作面初采期间，工作面风排瓦斯量相对平稳，平均１２．１９ｍ３／ｍｉｎ，抽采瓦斯量稳定上升，最终达到２６．９７ｍ３／ｍｉｎ；８９０２工作面初采期间，工作面风排瓦斯量平均１１．４０ｍ３／ｍｉｎ，抽采瓦斯量为２３．０４ｍ３／ｍｉｎ。由此可以得出，采用大直径高位钻孔与高抽巷沟通联抽工作面开采初期邻近层泄压瓦斯的方法能够替代高抽巷的伪斜巷道达到同样的效果，同时还具有工期短、成本低、施工简单、灵活性强等伪倾斜后高抽巷不具备的优点。６结语大直径高位钻孔克服了伪倾斜后高抽巷施工工程量大、工期长、成本高、采掘衔接紧张的问题，同时很好地解决了综放工作面初采期邻近层卸压瓦斯的不均衡涌出，有效地防止了工作面由于邻近层瓦斯的不均衡涌出造成的瓦斯超限事故，保证了矿井的安全生产。由于大直径高位钻孔在瓦斯防治工程费用和施工工期上的相对优越性，在抽放工艺

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