综采工作面仰采时采空区及上隅角瓦斯治理实践

刘振东

随着矿井不断向深部开采，以及综放工作面产量不断增加、工作面推进速度加快，U型通风综采工作面仰采时采空区内的瓦斯大量溢出至工作面及上隅角，严重制约着矿井的安全高效生产。

1 工作面概况

袁店一井煤矿位于安徽省淮北市濉溪县五沟镇境内，主采煤层32、72、81、82、10煤均为突出煤层。1032工作面煤层赋存较稳定，煤层厚度3.73～5.76m，平均4.6m。工作面整体倾角5～18°，平均13°，浅部角度较缓，深部稍陡。工作面里段面宽118m，外段面宽153m，推进长度464m，回采范围标高-720～-835m。该工作面开采10煤层，上覆中组煤有72、81、82煤层，与10煤层间距71.87～91.19m，平均78.47m。

1032工作面属突出危险区。在1033机巷车场C4点前10.3m实测最大瓦斯压力2.3MPa（-704.6m），在1032机抽巷13#钻场实测最大瓦斯含量为8.8414m3/t（-826.5m）。

2工作面上隅角瓦斯含量增加的原因

工作面與采空区有了高差，当具有高差时产生“瓦斯风压”的自然上升力，必然使上隅角采空区内含高浓度瓦斯的空气向上隅角运移;U型通风方式上隅角受采空区流场作用自然是瓦斯的汇聚点;上隅角处于工作面和采空区内部漏风两股风流拐角汇合处，且受支架和下帮煤壁的阻隔呈涡流状态，所以易于瓦斯积聚造成瓦斯超限，尤其仰采瓦斯密度小更为明显。

3工作面采空区上隅角瓦斯治理方法

为加强采煤工作面回采期间瓦斯治理，除工作面机巷、风巷顺层钻孔、底板穿层卸压钻孔继续抽采外，采用斜交孔、定向高位钻孔、定向上向拦截钻孔、地面井和老塘埋管抽采采空区以及上覆煤层卸压瓦斯。

3.1顺层钻孔预抽措施

在1032机巷、1032风巷分别使用ZDY6500LP和ZDY3200S型钻机施工顺层钻孔，钻孔间距为1.5m，压茬不小于10m。对工作面内赋存瓦斯进行预抽，待消除突出危险后方可回采。机巷累计施工钻孔20118m/261个;风巷累计施工钻孔19230m/246个。

3.2老塘埋管抽采上隅角瓦斯

沿工作面风巷敷设一趟10吋（250mm）瓦斯管路，迈步埋设，压茬5～10m埋管，管端加设T型站管距底板1.5m以上，用木垛进行保护。

3.3 高位走向长钻孔抽采

工作面设计2个高位钻场，高位钻场内分别施工4个定向高位钻孔，控制面内距里段风巷10～40m、外段风巷10～60m区域，孔底距煤层顶板15～20m，钻孔孔深138～300m，钻孔压茬55m，孔径113mm，钻孔工程总量2200m;在1032风巷底抽巷联巷处施工高位钻孔控制外段工作面。

在工作面老顶初次跨落前及工作面对接前，在风巷各设计施工一组斜交钻孔抽采冒落带积存瓦斯，钻孔终孔距煤层顶板3～5m，距风巷向下15～20m。

3.4上向穿层拦截钻孔抽采

在工作面风巷高位钻场上向穿层拦截钻孔，拦截钻孔按30×30m网格状布置，孔径113mm。1#钻场施工35个钻孔，2#钻场施工46个钻孔，钻孔压茬40m，钻孔施工至82煤（见煤止），钻孔封孔深度封至冒落带5m以上，钻孔工程总量19000m。

3.5风巷斜交钻孔抽采

在风巷每隔50m施工1组斜交钻孔，终孔点距离工作面顶板15～19m，用于抽采工作面采空区瓦斯。1032工作面共施工5组斜交钻孔，钻孔压茬30m，采用直径50 mmPE管“两堵一注”封孔工艺进行封孔，封孔管长度不小于18m，封孔材料为聚氨酯、膨胀水泥。

3.6地面井抽采

1032工作面设计施工6口地面瓦斯井，第一口瓦斯井距切眼40m，距风巷30m;距1#井每隔70m布置2#、3#、4#井、距风巷30m;距4#井每隔90m布置5#、6#井、距风巷40m，设计工程量4700m/6口，用于抽采邻近层卸压瓦斯。

4 工作面回采期间瓦斯治理效果分析

4.1瓦斯抽采情况

工作面回采期间顺层钻孔、老塘埋管、高位定向钻孔、上向拦截钻孔、斜交钻孔、地面井抽采瓦斯量见表-1。

4.2风排瓦斯情况

1032工作面日产量1800t/d，配风量2100m3/min，回风流瓦斯浓度0.4%以下。回采期间未发生一起瓦斯涌出异常现象。

5 总结

1032工作面通过采用多种抽采技术，全方位治理工作面及采空区瓦斯，提高了瓦斯抽采量，降低了回风流及上隅角瓦斯浓度，减少了工作面的瓦斯涌出量，保证了工作面安全回采的同时，又为地面瓦斯发电站提供了高浓度的瓦斯，节约了企业成本。

参考文献：

[1]董恺 浅谈综放工作面仰采时上隅角瓦斯治理 陕西煤炭 1671-749x（2016） 02-0097-03

[2]胡正坤 高位钻孔治理采空区瓦斯 资源信息与工程2096-2339（2017）05-0086-02

[3]郭军斌，卫红光 高位钻场在综采工作面瓦斯治理中的应用与分析 煤矿现代化 1009-0797（2013）06-0043-03