杜兒坪礦68305工作面瓦斯分析及治理

代雪鋒

摘 要：68305綜采工作面位于杜兒坪礦北三十五尺盤區(qū)，屬于高瓦斯盤區(qū)，瓦斯治理難度比較大，工作面采用“U型”通風(fēng)方式，通過(guò)對(duì)68305工作面進(jìn)行瓦斯來(lái)源進(jìn)行分析，采取一些措施降低瓦斯涌出量，達(dá)到杜絕工作面瓦斯超限的目的。

關(guān)鍵詞：高瓦斯；瓦斯治理；瓦斯超限；瓦斯處理

1 工作面概況

工作面走向長(zhǎng)1128m，采長(zhǎng)236m，平均采高4.8m，可采儲(chǔ)量147萬(wàn)噸。根據(jù)北三盤區(qū)已回采的8#煤層及相鄰工作面回采期間，結(jié)合分源預(yù)測(cè)法計(jì)算結(jié)果，預(yù)計(jì)68305工作面回采期間絕對(duì)瓦斯涌出量為43m3/min，其中風(fēng)排瓦斯涌出量預(yù)計(jì)為15m3/min，抽采瓦斯量為28m3/min，抽采率為65.1%。

2 瓦斯來(lái)源分析

2.1 開采層（包括圍巖）瓦斯涌出分析

68305工作面所屬北三8#煤盤區(qū)，原始噸煤瓦斯含量為6.94～10.98m3/t，平均為9.71m3/t。工作面回采期間，卸壓區(qū)煤層壓力受采動(dòng)影響重新分布，煤層中瓦斯解吸量增大，致使開采層（包括圍巖）瓦斯向工作面涌出量增大。

根據(jù)下式計(jì)算68305工作面開采層（包括圍巖）的相對(duì)瓦斯涌出量：

q開采=k1×k2×k3×m/M×（Wo-Wc）

其中：q開采-回采工作面開采層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；k1-圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取1.3；k2-工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，取1.09；k3-采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開采層瓦斯涌出影響系數(shù)，系數(shù)k3按下式確定：k3=（L-2h）/L；L-工作面長(zhǎng)度；h-巷道瓦斯預(yù)排等值寬度，取12.4m；m-開采層厚度，取各煤層的平均厚度；M-工作面采高，取4.8m；W0-煤層瓦斯含量，取9.71m3/t；Wc-運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，取2.73m3/t；

則開采層相對(duì)瓦斯涌出量為：

Q開采=k1×k2×k3×m/M×（Wo-Wc）

=1.3×1.09×（236-2×12.4）/236×5.28/4.8×（9.71-2.73）=9.78m3/t

根據(jù)68305工作面日產(chǎn)量為4501t計(jì)算，68305工作面開采層（包括圍巖）絕對(duì)瓦斯涌出量為Q本=9.78×4501÷1440=30.56m3/min。

則開采層（包括圍巖）瓦斯涌出占68305工作面絕對(duì)瓦斯涌出量的比例為：

η=Q本/Q絕8#=30.56m3/min÷43m3/min=71.07%

式中：Q絕8#-8#煤層68305工作面預(yù)計(jì)瓦斯絕對(duì)涌出量。

根據(jù)以上計(jì)算，68305工作面在回采期間，開采層（包括圍巖）瓦斯涌出量占68305工作面絕對(duì)瓦斯涌出量的比例為71.07%。

2.2 上、下鄰近層瓦斯涌出及采空區(qū)瓦斯積聚分析

（1）上鄰近7#煤層厚度分別為1m，距8#煤頂板層間距為

31.62m～22.98m，7#煤處在8#煤冒落帶范圍內(nèi)，工作面回采期間，7#煤層全部冒落，落煤瓦斯以及采空區(qū)遺煤瓦斯大量積聚在工作面采空區(qū)并涌向工作面。（2）下鄰近層9#煤層煤厚平均為3.3m，層間距平均為1.7m，68305工作面回采期間下鄰近層9#煤層受采動(dòng)影響，原始煤層壓力平衡遭到破環(huán)，大量卸壓瓦斯經(jīng)底板涌向68305工作面。

3 通風(fēng)系統(tǒng)

工作面采用“U型”通風(fēng)方式（即工作面采用68305機(jī)軌合一巷進(jìn)風(fēng)，68305回風(fēng)巷回風(fēng)）

4 抽采工程

針對(duì)工作面瓦斯來(lái)源，在工作面采取以下瓦斯抽采措施，降低工作面回采期間的瓦斯涌出量。

4.1 本煤層鉆孔抽采

在68305機(jī)軌巷和68305回風(fēng)巷停采線至切眼范圍內(nèi)施工本煤層瓦斯抽采鉆孔，孔深為220m，孔徑為113mm，間距為5m，對(duì)工作面本煤層進(jìn)行采前預(yù)抽和回采期間的邊采邊抽。本煤層瓦斯抽采量為4.5m3/min。

4.2 高位順層鉆孔和高抽巷巷道抽采

在68305高抽巷內(nèi)向68305回風(fēng)巷側(cè)施工鉆孔，孔深為90m（鉆孔伸入68305采空區(qū)120m），孔徑為113mm，間距為10m，垂直于工作面走向，鉆孔終孔層位距8#煤頂板分別為45m、50m，對(duì)68305工作面裂隙帶內(nèi)瓦斯進(jìn)行高抽巷巷道密閉抽采。高抽巷瓦斯抽采量為20m3/min。

4.3 底抽巷本煤層瓦斯抽采

68305底抽巷本煤層鉆孔由68305底抽巷向68305工作面方向施工，抽采工作面下臨近層瓦斯。底抽巷瓦斯抽采量為1.0m3/min。

4.4 上隅角埋管抽采

在68305工作面回風(fēng)巷鋪設(shè)一趟Ф450mm瓦斯抽采管路，對(duì)接至68305移動(dòng)泵站。用移動(dòng)泵抽采68305工作面上隅角積聚的瓦斯，上隅角管子每隔3根管子抽采區(qū)負(fù)責(zé)斷開抽采管路。上隅角瓦斯抽采量為1.5m3/min。

4.5 橫貫埋管抽采

在68305工作面回風(fēng)巷與底抽巷的橫貫內(nèi)埋設(shè)Ф315mm瓦斯抽采管路，對(duì)接至68305底抽巷Ф315mm瓦斯抽采管路，通過(guò)分源抽采低濃系統(tǒng)進(jìn)行抽采。橫貫埋管瓦斯抽采量為1.0m3/min。

4.6 初采期間瓦斯治理措施

初采期間除68305工作面本煤層鉆孔及68305底抽巷本煤層抽采鉆孔外，在68305高抽巷向68305工作面切眼范圍內(nèi)施工10個(gè)高位順層鉆孔，鉆孔交替施工，鉆孔終孔位置距8#煤頂板分別為30m、35m，孔深90m，深入采空區(qū)120m。抽采工作面初采期間采空區(qū)冒落帶積聚的瓦斯，保障工作面在初采期間的安全生產(chǎn)。

總之，通過(guò)采取一系列措施，68305綜采工作面瓦斯得到有效治理，為杜兒坪礦北三十五尺盤區(qū)瓦斯治理提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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