高瓦斯\煤与瓦斯突出综采工作面综合防治技术

摘要：以六盘水恒鼎实业有限公司洪兴矿二采区21126综采工作面为例，介绍了综合治理瓦斯、防治煤与瓦斯突出技术在高瓦斯突出煤层综采工作面中的成功应用。

关键词：高瓦斯；煤与瓦斯突出；综合

中图分类号：TD712文献标识码： A

洪兴煤矿是六盘水恒鼎实业有限公司的第一个综采矿井。设计生产能力为60万吨/年，采用斜井开拓方式，现开采水平为+1400水平，矿井地质构造复杂，断层密度大，小褶曲较发育，属高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井。

1工作面概况

21126综采工作面是洪兴矿+1400水平21采区12#煤层南翼第二区段工作面，该工作面地面标高+1643.4m~+1682.3，工作面标高+1435.0m~+1470m，12#煤层顶板主要是灰色粉砂岩及灰色细粉砂岩与菱铁矿互层，底板主要为灰色泥岩和粉砂质泥岩，可采厚度3.5m。本煤层上区段和上覆7#煤层、下伏14#煤层已经回采结束。21126综采工作面沿上区段21124工作面运巷沿空掘巷布置，采面装备ZY3800/15/33型液压支架，MG―300/700―WD型采煤机，截深0.8m，采用全部垮落法管理顶板，“U”型、上行通风，最大配风量为1162m3/min。

2 采面瓦斯涌出来源

根据洪兴矿可采煤层的瓦斯涌出规律，结合21126综采工作面瓦斯涌出资料分析，工作面瓦斯涌出主要由4部分组成，煤壁(围岩)瓦斯涌出、采面落煤时的瓦斯涌出、采空区(残煤和上区段21121采空区)瓦斯涌出以及邻近层（下覆14#煤层）采空区的瓦斯涌出。

3 瓦斯治理措施

3.1 施工穿层孔预抽瓦斯

由于7#、12#二煤层的层间距较近，回采煤层的顶、底板围岩将发生冒落、移动、龟裂和泄压，透气系数增加。回采时邻近煤层或夹层中的瓦斯，就会向回采煤层的采空区转移。为了加大对12#煤层的瓦斯治理，在回采7#煤层时，沿7#煤瓦斯抽放巷每隔100m做一个瓦斯抽放钻场, 钻场深度为5m, 每个钻场布置12个抽放钻孔，抽放钻孔呈扇形布置，钻孔深度穿透12#煤层底板1m，孔径为75mm。相邻两钻场间钻孔空间重叠距离为10m，单孔抽放瓦斯浓度最高达75%。（如图1）

3.2高位钻孔抽放裂隙带瓦斯

在回采时，为了加强对采空区裂隙带的瓦斯抽放，在工作面回风巷每隔80m施工一个高位钻场，钻场位于12#煤层的顶板岩石内，钻场与回风巷的高差为10m，每个钻场内施工6个孔径为75mm的抽放孔，钻孔长度100～120m，单孔抽放瓦斯浓度最高达82%。（如图2）

3.3高位截流孔抽放上隅角裂隙带瓦斯

随着采面的推进和采空区顶板的冒落。采空区大量瓦斯随着风流积聚在上隅角裂隙带内，由于高位钻场布置的抽放钻孔不能覆盖该区域，造成上隅角局部瓦斯积聚，在回采期间，在回风巷每隔30m施工3个高位截流孔，孔径75mm，钻孔长度30m。（如图3）

3.4 采前预抽煤层瓦斯

在工作面运巷、风巷沿煤层施工垂直于煤层走向的抽放孔，孔径75mm，钻孔长度70m，间距2.5～3m，运巷、风巷钻孔交叉布置，对采面进行采前预抽和边采边抽。钻孔施工完后先进行高压注水使煤体产生裂隙，然后再进行抽放，抽放瓦斯最高浓度达78%，一般在15～27%。（如图4）

3.4 封堵瓦斯涌出通道

根据工作面风流流动规律，用编织袋装碎矸、浮煤在上隅角和下运尾巷切顶线以外，沿倾向呈弧线型码一道密闭墙，并用黄泥抹缝，密闭墙与巷道帮、顶接实，与支架搭接，以封堵上隅角和采空区瓦斯，增加高位截流孔和预埋抽放管的瓦斯抽放量。密闭墙的间距以采面移架距离为准，一般间距为1.6m，码新密闭墙时，老密闭墙不拆除，使新老墙之间形成一定间距的抽放空间。

3.5 埋管抽放采空区瓦斯

为加强对21123采面采空区瓦斯治理，降低上隅角瓦斯浓度，在采取上述措施的同时，又采用了上隅角埋管抽放措施，即在上隅角向采空区埋入2趟ø325mm瓦斯抽放管对采空区进行抽放。

4 防止煤与瓦斯突出措施

4.1 区域性防突措施

在开采12#煤层前先开采保护层7#、14#煤层，利用7#、14#煤层被开采后，采空区顶板垮落造成顶底板的破坏，使12#煤层与7#、14#煤层之间的岩层产生裂隙，通过裂隙12#煤层内原始存在的高瓦斯（二氧化碳）被有效释放，从而达到实际的“消突”效果。

4.2 工作面突出危险性预测

工作面回采期间，采用“钻屑指标法”预测工作面突出危险性，即沿采面倾斜方向每15m施工一个钻孔，孔径42mm,孔深10m，对钻屑进行测定，钻屑解吸指标K10.4 mL/g.min1/2，每米最大钻屑量小于6kg/m时，无突出危险，往前推进7m。若其中一项指标超过规定，必须停止回采，在采面煤壁施工瓦斯抽放钻孔，抽放瓦斯达到“消突”作用。

4.3 防止煤与瓦斯突出安全防护措施

(1)在回风巷和运输巷安装压风自救系统。

(2)加强电气设备的管理，杜绝失爆。

(3)加强工作面瓦斯检查、通风系统和瓦斯抽放系统的管理。

(4)工作面作业人员佩带隔离式自救器，加强个人防护。

5 结束语：

实践证明，采用综合治理瓦斯和防止煤与瓦斯突出措施，使瓦斯得到充分释放，在回采期间采面没有造成一次瓦斯超限和煤与瓦斯突出事故，采面月推进达100m以上，成为年产60万吨矿井，大大提高了回采进度和安全效果。

参考文献:

[1]张国枢.通风安全学[M].江苏：中国矿业大学出版社，2004