工作面沿空留巷回采期間瓦斯治理技術研究

李小偉

（冀中能源峰峰集團辛安礦，河北邯鄲056200）

1 引言

冀中能源峰峰集團辛安礦位于邯鄲市西南50km，峰峰礦區南端，于1970年4月10日在黃沙井田破土動工，1971年10月1日投產，年設計生產能力30萬噸，1976年達到設計能力。經過一系列的礦井改擴建，逐步加大科技投入，提高礦井機械化水平，礦井產量逐年上升，2009年礦井核定生產能力達到120萬噸，邁入國有大型礦井行列。辛安礦2145上塊外段工作面位于辛安礦-500水平南翼的214采區，該工作面在回采期間采取了運料巷沿空留巷的方法保留工作面運料巷，致使工作面無法按照以往我們常用的在運料巷做高頂鉆場進行瓦斯抽采的工作面瓦斯治理方法，為此我們對工作面瓦斯治理方法進行了改進，采取在工作面聯絡巷和溜子道每隔10米在煤層中部向工作面布置本煤層鉆孔，經煤體高壓注水預裂增加煤層裂隙后，進行本煤層瓦斯抽采法。經過對瓦斯抽采方法改進創新與實踐后，辛安礦2145上塊工作面瓦斯得到很好的治理，杜絕了工作面瓦斯超限事故發生，保證了工作面安全生產，對以后沿空留巷工作面的瓦斯治理提供了經驗，實現安全生產的目的。[1～3]

2 內涵

2145上塊工作面為于214采區，工作面北至214運煤上山保護煤柱，南至井田邊界煤柱，西以H=F37m斷層為界，東以H=7m斷層為界，地面標高最大167m，最小134m。據相鄰214采區上山和相鄰2147工作面實際揭露煤層厚度資料，煤層厚度分別為3.7～4.5m，本工作面煤層厚度平均4.10m，煤層結構簡單。煤層傾角最小16°，最大21°，平均18.5°。本工作面走向長度平均為362m，傾斜長度平均為69m。運料巷、運煤巷巷道規格凈寬4.0m，凈高3.0m，斜矩形斷面，凈斷面12m2，掘進斷面13m2。兩巷均摸大煤底板掘進，由于煤層傾角較大，運料巷掘進時，巷中摸底，運煤巷掘進時上幫摸底，兩巷均選用錨網索+梯子梁聯合支護。本工作面采用走向長壁后退式輕型綜采放頂煤工藝采煤方法，頂板管理為全部跨落法，工作面回采期間瓦斯涌出量達到9m3/min左右[4-6]。

2145上塊工作面回采期間我們采取的工作面運料巷做高頂鉆場進行邊采邊抽的瓦斯治理方法，在運料巷每隔在工作面運料巷每個50m做一個寬5m，深5m的高頂鉆場，每個鉆場采用mk～5s鉆機施工10個鉆孔，每個鉆孔直徑94mm，鉆孔長度100m，沿工作面走向，向采空區方向布置，鉆場布置在距工作面運料巷10m，距大煤頂板3m位置，每個鉆場內鉆孔按終孔位置水平投影距運料巷 1m、3m、5m、8m、10m、12m、15m、18m、20m的不同距離布置10個鉆孔，鉆孔分上、下兩排布置，第一排布置5個，第二排布置5個，上下兩排間距0.4m，間距0.4m，第一排鉆孔終孔距大煤頂板高度為10—12米，第二排鉆孔終孔距大煤頂板高度為15～16m，兩個鉆場之間相鄰的兩組鉆孔交叉30米布置（如圖1所示）。

在2145上塊工作面回采到外段工作面時，為保證工作面運料巷正常使用，工作面運料巷采用了邊采邊留巷的方法保留運料巷。這樣就造成了工作面運料巷上方為采空區，無再做高頂鉆場進行瓦斯抽采，為解決工作面無法進行高頂瓦斯抽采的問題，我們采取在工作面聯絡巷和溜子道每隔10米在煤層中部向工作面布置本煤層鉆孔，進行本煤層瓦斯抽采，鉆孔采用mk～5s鉆機配備三棱鉆桿施工，每個鉆孔直徑94mm，聯絡巷鉆孔長度100m，溜子道鉆孔長度60m（如圖2所示）。

由于本煤層抽采是從煤體內硬抽瓦斯，抽采效果不佳。為解決該問題，只有增加煤體裂隙就可以增加本煤層瓦斯抽采量。所以我們采用BZW31.5/25專用煤層注水泵配合FKSS-71/20型煤體注水封孔器封孔進行高壓注水，注水壓力8MPa，進行煤體預裂，增加煤體裂隙，從而提高工作面瓦斯抽采效果[7，8]。

圖1

圖2

3 取得效果

通過上述方案實施后，經測定2145上塊外段工作面配風量900m3/min左右，工作面瓦斯濃度在0.2%左右，工作面回風瓦斯濃度在0.37%左右，工作面瓦斯得到有效治理。同時，該鉆孔還兼做煤體注水鉆孔使用，做到了一孔兩用。