趙小龍

（同煤大唐塔山煤礦有限公司 山西大同037003）

0 引言

礦井瓦斯爆炸是煤礦安全生產(chǎn)中最為嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一[1]，因此，礦井瓦斯災(zāi)害治理是煤礦安全工作中的重中之重。千萬噸級礦井是未來礦井新建的發(fā)展趨勢，隨著礦井絕對瓦斯涌出量的陡然劇增，許多礦井由低瓦斯礦井鑒定為高瓦斯礦井，工作面上隅角瓦斯積聚問題越來越不易解決[2]。針對這一問題，目前的主要解決辦法是改善通風(fēng)系統(tǒng)增加工作面供風(fēng)量或加大瓦斯抽采量[3]。工作面通風(fēng)方式視瓦斯涌出量、開采條件而異，采用U+L型、W型等通風(fēng)方式可增加工作面風(fēng)量，控制上隅角超限問題[4]，但U+L型通風(fēng)屬于采空區(qū)通風(fēng)，不利于礦井防滅火，W型通風(fēng)不能解決上隅角瓦斯超限問題。瓦斯抽采方面，主要的方法是鉆孔抽采和高抽巷抽采。鉆孔抽采適用于透氣性系數(shù)較大的煤層，受瓦斯在煤層內(nèi)的流動性影響大，對于低瓦斯賦存，高瓦斯顯現(xiàn)的礦井經(jīng)濟(jì)可行性差。研究表明，利用高抽巷進(jìn)行采空區(qū)瓦斯抽采，瓦斯治理效果顯著，可有效解決上隅角瓦斯積聚問題[5]。

1 工程背景

該礦8209工作面處于3～5#煤層中，工作面煤層平均厚度17.86 m，可利用厚度平均10.5 m，上部的7 m多均為煌斑巖和硅化煤互層，2#煤層平均厚度6 m，只保留層位，煤層已完全被破壞，變?yōu)榛桶邘r和硅化煤互層，2#和3～5#層以2.5 m左右的炭質(zhì)泥巖和泥巖為分層標(biāo)志。工作面采用井下3臺2BEC62型水環(huán)真空泵進(jìn)行高抽巷機(jī)械式封閉瓦斯抽采。

從二盤集中回風(fēng)巷里幫算起，8209高抽巷走向長1 503 m。高抽巷采位0 m～146 m、240 m～692 m、974 m～1 345 m段沿2#層掘進(jìn)，采位146 m～240 m、692 m～842 m段巷道下半部沿3～5#層掘進(jìn)，采位841 m～974 m段完全沿3～5#層掘進(jìn)。采位1 345 m～巷口為爬坡段，布置于3～5#層中。采位0 m～907 m段高抽巷與尾巷水平內(nèi)錯15 m布置，采位907 m～巷口段與尾巷水平內(nèi)錯20 m布置。高抽巷與5209巷垂直間距最小為4.2 m，最大為19.4 m。

2 瓦斯治理效果

2.1 高抽巷與回風(fēng)巷層位關(guān)系

8209工作面目前推進(jìn)至采位306.4 m處，推進(jìn)范圍內(nèi)高抽巷與5209巷垂直間距最大為14 m（該處距離切眼36.1 m），最小層間距為8 m，（該處距離切眼213.8 m），平均層間距11 m。高抽巷與5209巷層位關(guān)系剖面圖如附圖1所示。目前的回采范圍內(nèi)，高抽巷大部分沿2#層布置，采位133.5 m～232.6 m范圍內(nèi)高抽巷下半部布置在3～5#層中，屬于低位高抽巷布置。根據(jù)高抽巷層位高度理論，高抽巷應(yīng)布置在受采動范圍影響小,且瓦斯涌出密集的區(qū)域。因此，高抽巷的層位確定在垮落帶之上、裂縫帶中下部為宜。

圖1高抽巷與5209巷垂距關(guān)系剖面圖（采位0 m～300 m）

2.2 工作面整體瓦斯治理效果

該礦工作面瓦斯涌出主要有三個原因：

（1）特厚煤層高強(qiáng)度綜放開采工藝瞬間落煤造成瓦斯瞬間涌出；

（2）放頂煤工藝對采空區(qū)擾動致使瓦斯從采空區(qū)涌出；

（3）煤層破碎帶及地質(zhì)構(gòu)造帶區(qū)域瓦斯含量大，盤曲巖漿巖以巖床方式侵入，為瓦斯富集提供了條件。

8209工作面高抽巷顯然處于垮落帶，選取從工作面回采至今的瓦斯數(shù)據(jù)，分析瓦斯治理效果。

工作面最小瓦斯?jié)舛?%，最大瓦斯?jié)舛?.39%，平均瓦斯?jié)舛?.15%；上隅角最小瓦斯?jié)舛?%，最大瓦斯?jié)舛?.55%，平均瓦斯?jié)舛?.24%；后溜尾最小瓦斯?jié)舛?%，最大瓦斯?jié)舛?.68%，平均瓦斯?jié)舛?.23%；回風(fēng)流最小瓦斯?jié)舛?.07%，最大瓦斯?jié)舛?.41%，平均瓦斯?jié)舛?.2%；瓦斯抽采泵抽放量平均686.7 m3/min，平均抽放瓦斯?jié)舛?.66%。

平均瓦斯抽采瓦斯純量11.4 m3/min，平均風(fēng)排瓦斯純量3.39 m3/min，工作面平均瓦斯絕對涌出量為14.79 m3/min，抽采占比77.1%，高抽巷的瓦斯治理效果十分明顯，抽采占比大。回采至今工作面未出現(xiàn)瓦斯超限情況，整體治理效果良好。

2.3 不同垂直間距段瓦斯情況

高抽巷與5209巷垂直間距為8 m～10 m段，對應(yīng)采位在146 m～240 m之間，在此期間的工作面瓦斯情況如表1所示：

表1各監(jiān)測點瓦斯?jié)舛龋ú晌?46 m～240 m）

期間瓦斯抽采泵抽放量平均659.2 m3/min，平均抽放瓦斯?jié)舛?.74%。

高抽巷與5209巷垂直間距為10 m～14 m段，對應(yīng)采位在0 m～146 m和240 m～300 m之間，在此期間的工作面瓦斯情況如表2所示：

表2各監(jiān)測點瓦斯?jié)舛龋ú晌? m～146 m、240 m～300 m）

期間瓦斯抽采泵抽放量平均692.9 m3/min，平均抽放瓦斯?jié)舛?.64%。由表1、2分析可知，高抽巷與5209巷垂直間距在8 m～10 m、10 m～14 m段期間的工作面瓦斯情況差別并不大，抽放效果相近，說明高抽巷都在合適的位置與采空區(qū)導(dǎo)通，垂直間距8 m時，高抽巷不會與機(jī)道頂板提前導(dǎo)通，抽取架前風(fēng)流。

剩余可采范圍內(nèi)，8209高抽巷與5209巷垂直間距低于6 m的有4段，其采位及垂直間距如表3所示：

表3鋪底硬化段

由于尚未回采到上述4段范圍，垂直間距低于6 m時的瓦斯治理情況還不明確。高抽巷密閉前，已在垂直間距較短的范圍進(jìn)行了砂漿鋪底硬化，以避免高抽巷與機(jī)道的提前貫通。

2.4 工作面見方期瓦斯情況

8209工作面傾向長度270 m，工作面推進(jìn)至采位265 m～275 m時見方期間的瓦斯情況如表4所示：

表4各監(jiān)測點瓦斯?jié)舛龋ú晌?65 m～275 m）

期間瓦斯抽采泵抽放量平均764.7 m3/min，平均抽放瓦斯?jié)舛?.26%。工作面見方期間瓦斯?jié)舛纫纫姺街捌骄咚節(jié)舛雀?，尤其瓦斯抽放濃度增加明顯，說明采空區(qū)見方期間涌出的高濃度瓦斯被高抽巷提前截流，采空區(qū)見方期間應(yīng)改變抽采管路蝶閥角度，加大抽采泵抽放量。

3 結(jié)論

根據(jù)目前的數(shù)據(jù)分析，高抽巷與順槽巷垂直間距在8 m以上，與尾巷水平內(nèi)錯15 m的布置方式下，瓦斯治理效果良好。認(rèn)為盤曲接替工作面的高抽巷在2#層不具備掘進(jìn)條件時，可以沿3～5#層頂板掘進(jìn)布置，但與順槽巷的垂直間距不得低于8 m。