申晉偉

(山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

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高抽巷瓦斯抽采技術(shù)在趙莊煤礦的應(yīng)用

申晉偉

(山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

摘要通過分析趙莊煤礦1307工作面瓦斯超限的原因，結(jié)合該工作面的實(shí)際情況，提出了采用高抽巷抽放瓦斯，在高抽巷抽放的基礎(chǔ)上輔助低位鉆孔抽放、千米鉆機(jī)施工高位鉆孔抽放等措施，有效解決了趙莊煤礦1307工作面及上隅角瓦斯超限的問題，保證了該工作面的安全回采。

關(guān)鍵詞瓦斯抽采高抽巷低位鉆孔高位鉆孔

趙莊煤礦1307工作面可采長度2 103 m，工作面走向長度232.5 m，回采時(shí)平均煤厚4.6 m。該工作面共布置有5條巷道，分別為13071巷、13072巷、1307底抽巷、1307-2#底抽巷、高抽巷。1307工作面煤層瓦斯含量最高12.73 m3/t，瓦斯殘存量2.65 m3/t。該工作面構(gòu)造復(fù)雜，存在5處構(gòu)造異常區(qū)和7處抽采盲區(qū)。初采期間采用“一進(jìn)兩回”的通風(fēng)方式，由13071巷進(jìn)風(fēng)，13072巷(原13064巷)和切眼底抽巷回風(fēng)，上隅角瓦斯?jié)舛容^低。隨著工作面的回采，切眼底抽巷無法正常通風(fēng)，為此，在1104巷道口斜坡處進(jìn)行高抽巷密封，在密閉空間里嵌入2條抽放管路，連接到抽放系統(tǒng)中，進(jìn)行全程密閉抽放。2014年10月2日推進(jìn)60 m時(shí)對(duì)1307切眼底抽巷進(jìn)行密閉，隨后1307工作面采用“一進(jìn)一回”的U型通風(fēng)方式，該通風(fēng)方式易造成上隅角瓦斯超限，通過高抽巷抽采鄰近層和采空區(qū)瓦斯，可有效降低工作面和上隅角的瓦斯?jié)舛?，確保工作面安全回采[1-3]。

1趙莊煤礦1307工作面概況

1307工作面位于趙莊煤礦西北部一盤區(qū)，屬3#煤層，呈近水平分布，埋深560～620 m，位于山西組下部，自西向東回采。針對(duì)趙莊煤礦開采3#煤層透氣性低、瓦斯抽采率和抽采濃度低、鉆孔成孔難等問題，結(jié)合煤層綜合柱狀圖，擬開采太原組8-1#煤層(8-1#煤層上部距K5石灰?guī)r3.50～14.12 m，平均8.07 m，)作為3#煤層的下保護(hù)層，保護(hù)層開采掩護(hù)工作面從1309工作面開始，故在開采保護(hù)層之前，需對(duì)1307工作面開展高抽巷及底抽巷的試驗(yàn)工作。

2高抽巷瓦斯抽放

2.1高抽巷布置

根據(jù)趙莊煤礦3#煤層一盤區(qū)已掘巷道的實(shí)際情況，1307工作面高抽巷開口位于1104巷，北側(cè)為13071巷，南側(cè)為13064巷。巷道采用矩形斷面掘進(jìn)并支護(hù)，開口前17 m區(qū)段采用大斷面支護(hù)方式，掘進(jìn)寬度5 m，掘進(jìn)高度4.5 m，掘進(jìn)斷面積22.5 m2。進(jìn)入平巷的位置距回風(fēng)巷235.2 m，距13064巷34 m，高抽巷與頂板的垂距約50 m[4]。

2.2瓦斯抽放效果

在工作面回采前高抽巷已接通，對(duì)工作面切眼處的煤體瓦斯進(jìn)行抽采，由于工作面煤體未破碎，涌出的瓦斯含量較低。由圖1～圖3可知：2014年12月的瓦斯日抽放量約60 000 m3，濃度約16%，此時(shí)的負(fù)壓約5 kPa。

圖1　1307高抽巷抽采負(fù)壓

在1307工作面試采階段，每天僅進(jìn)行1班回采。2014年9月14日工作面機(jī)頭推進(jìn)了22 m，機(jī)尾推進(jìn)了12 m，由此可看出工作面在推進(jìn)50 m左右時(shí)初次來壓，直接頂受壓破裂形成導(dǎo)氣裂隙帶，使鄰近層的瓦斯釋放出，受高抽巷的抽采負(fù)壓作用，進(jìn)入高抽巷。2014年10月20日工作面推進(jìn)約100m，采空區(qū)頂板完全垮落，導(dǎo)氣裂隙帶充分發(fā)育，高抽巷層位提升40 m，進(jìn)入瓦斯聚集區(qū)，此時(shí)高抽巷的抽采濃度達(dá)15%，抽采純量23 m3/min，日抽采量達(dá)40 000 m3。從2014年11月28日起，日抽放量平均約60 000 m3，高抽巷瓦斯?jié)舛燃s16%，負(fù)壓約5 kPa。由1307工作面瓦斯實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，在該工作面回采時(shí)，工作面瓦斯?jié)舛壬仙?，最大濃度達(dá)0.76%，工作面風(fēng)量4 500 m3/min，最大絕對(duì)瓦斯涌出量34.2 m3/min，從2014年11月初開始，工作面風(fēng)量調(diào)整為6 200 m3/min。

圖2　1307高抽巷抽采純量

圖3　1307高抽巷日抽采量

3低位瓦斯抽放鉆孔

為確保礦井安全，在1307工作面上順槽下幫每隔50 m開掘1個(gè)鉆場(chǎng)。在每個(gè)低位鉆場(chǎng)內(nèi)采用鉆機(jī)向工作面上隅角方向設(shè)計(jì)施工5個(gè)鉆孔，分1排呈扇形分布，鉆孔的水平投影距高抽巷約10 m。低位鉆孔布置如圖4所示，具體參數(shù)見表1。

圖4　1307低位鉆場(chǎng)布置示意

鉆孔編號(hào)偏角/(°)仰角/(°)孔深/m1#4030622#4532653#5035704#5532655#603062

4千米鉆機(jī)施工高位瓦斯抽放鉆孔

千米鉆機(jī)施工地點(diǎn)位于13074巷13#橫貫內(nèi)，使用VLD-1000型千米鉆機(jī)施工定向高位鉆孔，鉆孔的開孔方位角225°，傾角+18°，通過調(diào)控方位角和傾角，將鉆孔布置于3#煤層頂板上方厚50 m的層位，鉆孔在-192 m水平達(dá)到設(shè)計(jì)層位高度，繼續(xù)調(diào)控方位角，直至-378 m水平拐至與13074巷道平行，此時(shí)距1307高抽巷40 m，繼續(xù)施工鉆孔直至距當(dāng)時(shí)的切眼50 m，鉆孔總進(jìn)尺預(yù)計(jì)為501 m，使用“一堵一注”方式封孔。在平行13074巷段施工時(shí)須密切關(guān)注1307切眼位置，在距切眼50 m時(shí)停鉆(圖5)。通過千米鉆機(jī)施工高位瓦斯鉆孔，可配合高抽巷進(jìn)一步抽放裂隙帶瓦斯，最大限度地減少回采面和煤層的瓦斯涌出。

圖5　高位瓦斯抽放鉆孔示意

5結(jié)語

針對(duì)趙莊煤礦1307工作面瓦斯超限的問題，采用高抽巷輔以低位鉆孔抽放、千米鉆機(jī)施工高位鉆孔抽放等技術(shù)手段，有效減少了鄰近層及采空區(qū)瓦斯涌出，將瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.8%以下，可供類似礦山參考。

參考文獻(xiàn)

[1]郭勇飛.高抽巷于頂板水平長鉆孔瓦斯抽采技術(shù)應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(8)：141-142.

[2]張壯初.高瓦斯煤層開采中高抽巷的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2011(3)：14-16.

[3]秦帥. 高瓦斯綜放面走向高抽巷布置與抽采技術(shù)研究[D].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)，2014.

[4]楊宏民，夏會(huì)輝，睢國慧，等.偽傾斜后高抽巷配合走向高抽巷瓦斯抽放技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011(12)：40-43.

(收稿日期2015-10-16)

申晉偉(1976—)，男，高級(jí)工程師， 048000 山西省晉城市城區(qū)北石店鎮(zhèn)。

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