1、Serial No506 June2011 现代矿业 M0DERN MINING 总第506期 2011年6月第6期 芦岭煤矿1I 927综放工作面瓦斯综合治理技术实践 张学文 陈存强 何 清 (1淮北矿业股份公司芦岭煤矿；2煤炭科学研究总院重庆研究院) 摘要芦岭煤矿11927综放工作面在开采9煤的同时，对上覆的8煤底分层进行放顶煤开 采，为解决综放面上隅角及放煤1：2瓦斯超限等问题，采取了风巷斜交钻孔、采空区埋管抽采、放煤口 瓦斯处理措施等瓦斯综合治理技术，取得了良好效果，对相似条件下的综放工作面瓦斯综合治理研 究具有极好的借鉴作用。 关键词 综放工作面 瓦斯抽采斜交钻孔采空区埋管 综合机械
2、化放顶煤开采技术，是最近20余年我 国在煤矿开采技术方面所取得的重要成就，是综采 工艺与放顶煤工艺有机结合形成的综合采煤技 术 J，该技术大幅度提高了厚煤层开采效率、产量 与效益 。资料3表明，受采空区漏风风流和放 煤口放煤的影响，综放开采瓦斯集中涌出地点主要 在工作面的上隅角和放煤口。放煤口附近风流很 小，上隅角风流为涡流状态，因此，放煤口附近及 上隅角易出现瓦斯超限。 淮北芦岭煤矿为瓦斯突出矿井，2009年矿井的 绝对瓦斯涌出量为11753 m min，相对瓦斯涌出 量为3352 m t。通过在II 927综放工作面采用风 巷斜交钻孔、采空区埋管抽采、放煤口瓦斯处理措施 等瓦斯综合治理技术
3、实践，取得了明显的效果，该综 合治理技术对相似条件下的综放工作面瓦斯综合治 理研究具有一定的借鉴作用。 1工作面概况 II927综放面位于矿井82采区四区段，走向 长630 m，倾向长117 m。通过上部8煤顶分层 827工作面的开采及底板穿层钻孔抽采区域防突措 施，在大幅度降低8、9煤层突出危险性的前提下， 927综放面采取回采9煤同时放顶开采其上覆的8 煤底分层。采高25 m，采放比1：292。 该工作面8、9煤层倾角8。20。，平均16。其 中9煤层厚度1847 m，平均28 ITI，坚固性系数 01015；8煤底分层厚度为4491 m，平均 69 m，坚固性系数为02045。8、9煤层
4、之间的 夹矸为砂质泥岩，浅灰色，层理明显，较松软，易冒 落，厚1738 m，平均23 m。直接顶为8煤层顶 张学文(1960一)，男，矿长，高级工程师，234113安徽省宿州市。 分层采后的再生顶板，成分为泥岩及剩余残煤与灌 浆土胶合体，厚2556 in；直接底为深灰色泥岩， 块状，含植化碎片，厚05 m；老底为灰色粉砂岩和 细砂岩，中厚层状，厚1672 m。其柱状图见图 地层名称 层厚 柱状 岩性描述 系 统 组 3585 细砂岩：灰白色，质硬，含菱铁和少 65 量泥质碎屑。 2555 8煤顶分层。采后再生顶板，泥 43 9 岩及剩余残煤与灌浆土胶合体。 下 下 石 4493 8煤底分层。黑
5、色，块状，宏观 煤岩类型为半亮煤。含夹矸02 叠 盒 678 16m。 子 1742 砂质泥岩：灰深灰色，块状， 富含植物化石碎片，质硬，含 系 统 组 297 菱铁结核。 1847 9煤：黑色，粉沫状至磷片状， 277 宏观煤岩类型为半暗型。 305 泥岩：深灰色块状，含丰富植化 40 根茎化石碎片。 1672 砂岩：细砂岩粉砂岩，中厚层 42 状，质较硬。 图1 II927综放面综合柱状图 2瓦斯综合治理方案 依据AQ10182006(矿井瓦斯涌出量预测方法 的相应规定，工作面日产按3 500 t，8、9煤层联合残 余瓦斯含量为52 m。t，计算I1 927综放工作面相 对瓦斯涌出量为71
6、 m t，绝对瓦斯涌出量为143 m。min。 工作面配风量按1 000 m min，回风流瓦斯浓 度控制在05左右，需要抽采的瓦斯量为93 m。min。由于8煤顶分层已经回采，不具备顶板高 位抽采条件，经综合分析，拟采用风巷斜交钻孔、采 空区埋管抽采及放煤口瓦斯处理措施等瓦斯综合治 87 总第506期 现代矿业 2011年6月第6期 理技术。 21风巷斜交钻孔抽采 风巷斜交钻孔是在工作面风巷内向煤层顶板施 工的一组或多组钻孔。前期主要是超前抽放，即工 作面距离孔口还有一段距离时，随着采动的影响，工 作面煤壁受压形成瓦斯解吸，解吸的瓦斯又通过煤 壁的裂隙和顶板裂隙流入抽放钻孔。后期随着工作 面
7、的回采，风巷斜交钻孑L大部分抽放工作面上隅角 瓦斯。随着钻孔的垂高变小，到接近冒落带或进入 冒落带时才能够出现，这时抽放瓦斯的浓度变小，只 要钻场的钻孔还能够保留仍可发挥作用。 其布置方式为：沿工作面风巷每间隔15 m布置 一组斜交穿层钻孑L，钻孔施工至距8煤顶分层采空 区以下2 m位置处，控制风巷向下40 n3范围，钻孔 在风巷以下l020 in加密钻孔间距为5 na75 m，其余地点钻孔间距按照10 m75 m，见图2。 钻孔封孔长度不小于8 m，钻孔套管下至穿过8煤 后2 m位置处。每组钻孔合茬后接入一趟l0时瓦 斯管路，利用一台额定流量为80 111。rain的移动泵 进行抽采。 (a
8、)平面图 (b)剖面圈 图2风巷斜交钻孔布置 22采空区埋管抽采 采空区瓦斯抽放方法有很多种，主要有埋(插) 管抽放、向冒落拱上方打钻孔抽放、在老顶岩石中打 水平钻孔抽放、直接向采空区打钻抽放和顶板尾巷 抽放、工作面尾巷抽放和地面抽放等几种，对不同的 情况可以采用不同的方法或几种方法的组合。根据 927综放面的实际情况，拟采用采空区埋管的抽 放方法，主要解决采空区瓦斯向工作面涌出和老塘 角瓦斯积聚的问题。 88 具体步骤：沿工作面风巷上帮向采空区敷设一 趟l0时瓦斯管路，利用一台额定流量为80 m rain 的移动泵进行抽采。管路伸入老塘1530 1TI，管端 距底板12 m以上并用木垛进行保
9、护。回采过程 中，必须每l015 m提前预埋管路，交替迈步前进。 其布置见图3。回采过程中必须加强上、下隅角的 管理，上隅角提前收实背严，减少向采空区漏风。同 时，要定期观测采空区内的CO情况，定期取样化 验，防止煤炭自燃。 张学文陈存强等：芦岭煤矿1927综放工作面瓦斯综合治理技术实践 2011年6月第6期 (a)平面图 瓦斯抽放主管路 图3采空区埋管抽采布置 23放煤口瓦斯处理措施 为了解决放煤口处瓦斯积聚问题，需要加强放 煤口瓦斯管理，控制放煤速度，后部车不运行严禁放 煤，防止支架后部堵塞导致放煤口处风量不足；另 外，利用高压水射流通风原理，在每个支架后方安设 一组通风除尘装置，放煤时打
10、开自身及相邻支架的 通风除尘装置，不仅可以有效地解决放煤口煤尘问 题，而且装置可产生40 1TI min左右的风量，能够及 时吹散放煤口瓦斯，防止瓦斯积聚。 3治理效果分析 II 927综放工作面自2010年1O月开始回采， 至2011年2月底，单月平均产煤量在10万t以上。 通过采取风巷斜交钻孔、采空区埋管抽采以及放煤 口瓦斯处理措施等瓦斯综合治理技术，回风流的瓦 斯浓度为006029，上隅角和放煤口瓦斯大 部分都在06以下(图4)。由图4可以看出，该综 合治理技术杜绝了工作面，特别是上隅角和放煤口 瓦斯超限现象。 1O 09 08 07 越06 05 04 03 02 01 时间 图4 1
11、I927综放工作面上隅角和放煤口瓦斯 浓度随时间的变化曲线 一上隔角；-放煤口 fb谙0面图 工作面瓦斯涌出量情况见表1。由表1可以看 出，采空区埋管抽采浓度为819，平均12， 抽采量平均42 m rain；风巷斜交钻孔抽采浓度为 814，平均11，抽采量平均37 m rain，瓦 斯治理效果十分显著。 表1 11927综放工作面瓦斯涌出量 ，鼹 (m3瓦m斯in) )( 1O O17 17 29 37 83 l1 O18 18 34 39 91 12 018 18 39 40 97 1 016 16 39 42 97 2 014 14 44 53 1】1 平均值017 17 37 42 9
12、6 4结语 根据综放开采工作面瓦斯涌出特点，结合芦岭 煤矿实际情况，该矿综放面瓦斯治理的重点在上隅 角及放煤口附近。通过在1927综放工作面采取风 巷斜交钻孔和采空区埋管抽采，以及在放煤口瓦斯 处理措施等瓦斯综合治理技术，有效地杜绝了工作 面瓦斯超限问题，保证了工作面安全、高效生产。 参考文献 1煤炭工业部放顶煤开采技术中心综放机械化开采论文集 c徐州：中国矿业大学出版社，1995 2 王家臣厚煤层开采理论与技术M北京： 台金_T-业出版社， 2009 3 J 李胜光综采放顶煤瓦斯问题浅析J中州煤炭，1991(5)：7一 (收稿日期2011-0330) (上接第86页)23(2)：1114 7 李学华，杨宏敏，刘汉喜，等动压软岩巷道锚注加固机理与应 用研究J采矿与安全工程学报，2006，23(2)：159163 f8 周 恒软岩巷道锚杆和锚注支护共同作用机理研究及应用 D成都：西南交通大学，2006 (收稿日期2011-03-29) 89 0 一一0N m一 0 一 0 ，_【0 _【0 寸 ，_【0 _【_10 0n _【 00 0n一一00N _I_I一0_10 _ln0_【，0 0 一0_【0 0
