張賓

摘 ?要：針對(duì)初采工作面瓦斯難治理的特點(diǎn)，綜合利用頂板走向鉆孔抽采瓦斯技術(shù)以及穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯技術(shù)和老塘埋管抽采瓦斯技術(shù)，有效控制上隅角瓦斯積聚，實(shí)現(xiàn)了對(duì)初采工作面有效治理。結(jié)果表明：工作面風(fēng)排瓦斯量減少，上隅角瓦斯超限得到控制，安全生產(chǎn)威脅減少。瓦斯超限斷電頻繁導(dǎo)致的機(jī)械故障減少，工作面穩(wěn)定高產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：潘一礦;工作面，瓦斯治理

采煤工作進(jìn)展期間，瓦斯是影響采煤工作安全順利進(jìn)行的重要約束條件之一，尤其是初采工作面。此時(shí)，由于煤層處于原始狀態(tài)，大量的本煤層瓦斯和鄰近層瓦斯涌向工作面，會(huì)造成瓦斯超限，甚至導(dǎo)致瓦斯爆炸等重大安全事故。只有選擇可靠、有效的治理技術(shù)，將瓦斯最大限度抽采出來(lái)，才能保障煤礦開采工作安全順利的進(jìn)行。因而必須履行和貫徹“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的瓦斯治理方針[1]，將瓦斯抽采落到實(shí)處。與此同時(shí)，做好通風(fēng)工作、礦塵預(yù)防工作、火災(zāi)預(yù)防工作，才能將安全落到實(shí)處。大量的工程實(shí)踐證明，“通風(fēng)可靠、抽采達(dá)標(biāo)、監(jiān)控有效、管理到位”[2]是礦井瓦斯治理的重要基石。然而，由于煤層賦存條件不同，不同的煤層瓦斯具有不同的特性，因而各個(gè)礦井所采用的瓦斯治理措施不盡相同，必須針對(duì)不同的礦井利用不同的瓦斯治理技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)才能確定最有效的瓦斯治理措施。

潘一礦2622（3）初采工作面位于西二采區(qū)6煤，瓦斯存儲(chǔ)量較大，壓力也較大，煤層的硬度相對(duì)較小，因而在礦井瓦斯綜合治理過程中，必須綜合利用多種瓦斯抽采技術(shù)，以便達(dá)到瓦斯治理的目的。

1 試驗(yàn)工作面情況

潘一礦2622（3）工作面在生產(chǎn)過程中所采用的煤層開采方法為后退式走向長(zhǎng)壁開采法，全部跨落頂板，U型通風(fēng)。在工作面開采的早期，由于關(guān)鍵層還沒有垮落，所以采用單一的瓦斯抽采方法難以達(dá)到有效的瓦斯治理目的，又因?yàn)椴煽諈^(qū)覆蓋空間較大，因此，老塘埋管同樣不能達(dá)到預(yù)期目的，回風(fēng)流內(nèi)的瓦斯?jié)舛戎到?jīng)常達(dá)到極限值，嚴(yán)重威脅著采煤工作的安全。

2 頂板走向鉆孔抽采瓦斯技術(shù)

鉆場(chǎng)層位：鉆場(chǎng)開眼位置處于工作面回風(fēng)順槽的上側(cè)，首先在25°方位角度方向上施工4m，然后變換鉆機(jī)方向?yàn)樗?，使得抽采鉆場(chǎng)能夠全部包含于煤層頂板。

鉆場(chǎng)間距：鉆場(chǎng)之間應(yīng)該保持的距離，主要由兩方面決定。一是鉆機(jī)性能，二是地質(zhì)條件。在設(shè)計(jì)鉆場(chǎng)中各鉆孔的時(shí)候，為了能夠獲得最佳的抽采效果，要求鉆孔不能打到破碎帶里面去。通常情況下，斷層以及破碎帶為界線;若地質(zhì)狀況無(wú)特殊情況，則設(shè)備選取條件必須滿足高于300型性能，鉆場(chǎng)之間的距離通常情況下設(shè)定為100m到150m之間。

施工參數(shù)：鉆孔的多少由兩個(gè)方面的因素決定。一是設(shè)計(jì)抽采率，二是瓦斯涌出量。抽采鉆孔直徑選為93mm，以瓦斯涌出量21m3/min為一個(gè)分界值，當(dāng)?shù)陀诖酥禃r(shí)，各個(gè)鉆場(chǎng)中的鉆孔數(shù)目可設(shè)為6個(gè)，當(dāng)高于此值時(shí)，則要求鉆孔的數(shù)目大于8個(gè)。

鉆孔傾角：通常情況下，選取6°到8°范圍之間的傾角向上施工，大體上保證施工10m之后的鉆孔處于有效抽采區(qū)域，并且終孔與頂板二者間的距離應(yīng)該處于14m到20m之間，鉆孔的使用效率至少為90%。

鉆孔長(zhǎng)度：鉆孔的長(zhǎng)度由相鄰鉆場(chǎng)間距來(lái)確定，并且要求保證兩鉆場(chǎng)鉆孔的壓茬長(zhǎng)度超過25m。

傾向控制：鉆孔在傾向方向上的覆蓋范圍，主要決定于采空區(qū)漏風(fēng)特性。鉆孔的位置要處于上隅角瓦斯?jié)舛容^高的部位，終孔的位置應(yīng)處于上風(fēng)巷以下3m到23m之間，且表現(xiàn)為扇形。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防止上隅角瓦斯超限，有效的防止了采空區(qū)瓦斯的外流。

封孔工藝：封孔工作通過使用聚氨酯來(lái)完成，先把10m鉆孔直徑擴(kuò)大到108mm，接著將5m的編織帶卷繞到套管上，要求套管的長(zhǎng)度為8m、直徑為91mm，把20卷聚氨酯材料混合攪拌均勻，最后將其倒在編織帶上，隨著套管全部放入于鉆孔內(nèi)，隨后發(fā)泡凝固，便到達(dá)了封孔的目的。

3 穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯技術(shù)

預(yù)抽鉆孔：在頂板或者底板的巖巷內(nèi)，沿著走向方向設(shè)置穿層鉆孔，每?jī)蓚€(gè)鉆孔之間間隔約為5～10m，這組鉆孔對(duì)掘煤層巷道及其輪廓線以外20m的范圍都可以起到一定的控制作用，鉆孔透過煤層，二者相距5～10m，對(duì)于一般區(qū)域，預(yù)抽時(shí)間均在半年以上即可，但對(duì)于有嚴(yán)重突出危險(xiǎn)性的區(qū)域，瓦斯預(yù)抽的時(shí)間要達(dá)到一年以上。

卸壓抽采鉆孔：為了確保鄰近煤層能夠順利開采，需要利用穿層鉆孔來(lái)攔截抽采鄰近中釋放的大量卸壓瓦斯，攔截抽采鉆孔的位置要滿足以下三點(diǎn)要求：（1）鉆孔需要穿過鄰近煤層0.5m;（2）相鄰兩鉆孔間的距離設(shè)置為20～40m;（3）走向的間隔設(shè)為30～40m。

4 老塘埋管抽采瓦斯技術(shù)

上隅角充填氣室抽采。具體實(shí)施過程為：首先，選取雙抗編織帶在選定工作面上隅角壘起兩道擋墻，在兩道擋墻之間要留下1m空間作為氣室。完成以上兩步工作之后，需要把3路抽采管埋到預(yù)先流出的氣室內(nèi)，可用來(lái)完成對(duì)瓦斯的抽采。實(shí)施過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，管路并不是固定不變的，而是伴著工作面的不斷推進(jìn)而逐漸向外移動(dòng)。本次試驗(yàn)中選取3路8 ?型抽采管和2BE1-253型移動(dòng)泵完成抽采。

在進(jìn)行老塘埋管抽采時(shí)，首先在采空區(qū)中預(yù)先埋下一段8 ?管并開始抽采，至回采到距老塘40m處停止抽采;除此之外，需要另外再壓一路同樣規(guī)模的8 ?管，要求壓茬距為10m。為了達(dá)到更佳抽采效果，需要將管路的進(jìn)氣端設(shè)置成“S”型花管。抽采前需要把上隅角填充嚴(yán)密，這樣才能在2 ?管抽采瓦斯時(shí)起到一定的輔助作用，所需插管的數(shù)量及布置的具體位置應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定。與井下抽采不同，地面抽采過程選用的設(shè)備是型號(hào)為2BE1-705的抽采泵。

5 瓦斯治理效果

在對(duì)2622（3）工作面進(jìn)行回采之前，還需要在工作面上風(fēng)巷頂部煤層內(nèi)布置一端長(zhǎng)為50m的尾抽巷，該巷與所在的上風(fēng)巷之間有5到8m的距離錯(cuò)位。尾抽巷的橫斷面積在4-5m2之間，選擇木棚用以支護(hù)，外端另砌兩道墻進(jìn)行封閉，從而使8 ?管穿過封閉墻體被引出，連接地面抽采系統(tǒng)。

在工作面回采的初期，運(yùn)用鉆透高抽巷的方法，使得瓦斯抽采流量維持在每分鐘6m3到9m3之間，抽采效率達(dá)到40%，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛刃∮?.5;超前高抽巷40m，瓦斯抽采量保持在每分鐘12m3到16m3之間，抽采效率高于50%，一定程度上成功的處理了初采、正?；夭蛇^程中所面臨的瓦斯問題。

回采初期40m，抽采流量在每分鐘3m3到4m3之間上下波動(dòng)，每分鐘的最大值高于5m3，抽采效率接近40%。

6 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)施過程中，將抽采鉆孔設(shè)計(jì)在切頂線后15-20m處可以保證高濃度瓦斯順利從煤體中抽出，從而使得采空區(qū)內(nèi)部以及上隅角位置的瓦斯流場(chǎng)分布發(fā)生變化。通過現(xiàn)場(chǎng)工程試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)施該技術(shù)后，上隅角瓦斯?jié)舛瓤梢钥刂圃?.5%以下。

實(shí)施上述方法后，風(fēng)排瓦斯量大大降低，上隅角瓦斯?jié)舛纫蔡幱诎踩秶畠?nèi)，生產(chǎn)安全得到保障，從而保證了礦井的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]梅占勝，于小川.源頭治理綜合利用促進(jìn)安全發(fā)展[J].當(dāng)代礦工，2008（8）.

[2]程遠(yuǎn)平，俞啟香.煤層群煤與瓦斯安全高效共采體系及應(yīng)用[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（5）.