????(5)走向傾斜瓦斯抽放鉆孔抽放工作面上方裂隙帶瓦斯。在41120工作面回風(fēng)巷內(nèi)安設(shè)一趟Φ273ｍｍ管,施工10個(gè)鉆場(chǎng),鉆場(chǎng)間隔40ｍ,采用ＺＹＧ-150型鉆機(jī)沿工作面方向施工鉆孔,每個(gè)鉆場(chǎng)至少施工9個(gè)鉆孔,開(kāi)孔間距>0.4ｍ,鉆孔傾角13°～23°,孔徑為Φ65ｍｍ。施工終孔位置水平投影分別為距回風(fēng)順槽5～20ｍ,與工作面頂板垂距10～15ｍ(圖4)。與高位巷鉆孔共同抽放工作面采空區(qū)裂隙帶和鄰近層的瓦斯,減少鄰近層瓦斯涌入采煤工作面。
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????圖4 走向傾斜鉆孔布置圖
????(6)鄰近采空區(qū)抽放。在41118回風(fēng)巷預(yù)埋抽放管,采用低負(fù)壓抽放系統(tǒng)加大對(duì)41118采空區(qū)進(jìn)行抽放,降低41118采空區(qū)的壓差,通過(guò)41120工作面與41118采空區(qū)之間設(shè)計(jì)的通道及鉆孔和煤柱裂隙,將41120工作面采空區(qū)的部分瓦斯轉(zhuǎn)移到41118采空區(qū)進(jìn)行抽放,減少41120工作面采空區(qū)瓦斯向工作面和回風(fēng)流涌入。
????3 瓦斯治理效果分析
????(1)本煤層瓦斯抽放。41120工作面于2002年開(kāi)始掘進(jìn),于2004年施工完成。掘進(jìn)期間,瓦斯抽放濃度10%～15%,抽放純瓦斯量為5～7.5ｍ3/ｍｉｎ。抽放瓦斯總量達(dá)621萬(wàn)ｍ3。經(jīng)過(guò)近2年的抽放,瓦斯抽放率達(dá)81%,回采期間本煤層瓦斯抽放量?jī)H1ｍ3/ｍｉｎ,殘存瓦斯量較少,大大減少了回采期間本煤層瓦斯的涌出量。
????(2)采空區(qū)瓦斯抽放。工作面初次來(lái)壓前,采空區(qū)瓦斯主要來(lái)自遺留浮煤殘存的瓦斯。由于老頂未垮落采空區(qū)裂隙不發(fā)育,采空區(qū)空頂,空間較大,工作面風(fēng)流流入其間,稀釋了采空區(qū)的積存瓦斯?jié)舛?瓦斯抽放濃度在20%左右,抽放量在11ｍ3/ｍｉｎ左右,不能發(fā)揮“Ｔ”網(wǎng)管埋管抽放高濃度瓦斯、低負(fù)壓抽放系統(tǒng)流量大的優(yōu)勢(shì)。老頂初次來(lái)壓后,采空區(qū)裂隙發(fā)育,鄰近層瓦斯大量涌入采空區(qū),頂板大量垮落充填了采空區(qū)空間,工作面風(fēng)量流入采空區(qū)的風(fēng)量減少,采空區(qū)瓦斯?jié)舛燃眲∩仙?但在工作面風(fēng)壓的作用下,瓦斯流向上隅角附近,瓦斯抽放濃度上升到35%～40%,抽放量達(dá)15～19ｍ3/ｍｉｎ。
????(3)高位瓦斯抽放巷走向近水平鉆孔及走向傾斜鉆孔抽放裂隙帶瓦斯。工作面初次來(lái)壓前,由于老頂未垮落,采空區(qū)裂隙不發(fā)育,裂隙帶瓦斯抽放效果不明顯。特別是高位巷抽放,由于鉆孔采用近水平孔施工,只能抽放部分鉆孔附近鄰近層的瓦斯。走向傾斜鉆孔傾角較大,且距工作面較近,距工作面頂板距離較高位巷抽放鉆孔小,在工作面初次來(lái)壓前,部分裂隙位于鉆孔內(nèi),故走向傾斜鉆孔抽放瓦斯?jié)舛容^高位巷走向近水平鉆孔抽放的濃度高。初采期間,工作面推進(jìn)15ｍ后,鉆孔瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)25%左右,但由于布置層位較低,一般在工作面正?；夭善陂g瓦斯抽放濃度穩(wěn)定在32%左右,抽放量穩(wěn)定在4ｍ3/ｍｉｎ,在工作面推進(jìn)至鉆場(chǎng)附近時(shí)濃度開(kāi)始下降。此時(shí)須根據(jù)抽放濃度逐漸關(guān)閉濃度低于10%的鉆孔,開(kāi)啟后續(xù)鉆場(chǎng)鉆孔繼續(xù)對(duì)裂隙帶進(jìn)行抽放。高位巷近水平鉆孔抽放在工作面老頂垮落、裂隙開(kāi)始發(fā)育后,瓦斯抽放濃度逐漸上升至32%。隨著工作面的推進(jìn),裂隙發(fā)育充分,瓦斯抽放濃度逐步上升,最高達(dá)83%,一般在65%～78%之間,抽放量逐漸增大,純瓦斯量在10～15ｍ3/ｍｉｎ之間。
????(4)鄰近采空區(qū)瓦斯抽放。為了減少41118采空區(qū)瓦斯向回采的41120工作面采空區(qū)涌入,以免增加41120工作面在回采時(shí)的瓦斯治理難度,41118工作面回采結(jié)束后,隨即加大對(duì)采空區(qū)的抽放,減少采空區(qū)瓦斯的積存。在41120工作面回采前,41118采空區(qū)抽放濃度為25%,抽放量為5ｍ3/ｍｉｎ。在工作面老頂來(lái)壓后,工作面間的煤柱被破壞,煤柱裂隙發(fā)育,加之在41120回風(fēng)巷向41118采空區(qū)施工的鉆孔發(fā)揮作用,41120采空區(qū)瓦斯涌向41118采空區(qū),從41118回風(fēng)巷密閉內(nèi)瓦斯抽放濃度上升至34%,抽放量上升到8ｍ3/ｍｉｎ,有效實(shí)現(xiàn)了41120工作面采空區(qū)瓦斯的轉(zhuǎn)移抽放,轉(zhuǎn)移抽放量為3ｍ3/ｍｉｎ左右。
????通過(guò)采取以上瓦斯抽放技術(shù),41120工作面瓦斯抽放量達(dá)38ｍ3/ｍｉｎ,瓦斯抽放率達(dá)83.5%,風(fēng)排瓦斯僅5.5ｍ3/ｍｉｎ,工作面回風(fēng)流瓦斯在0.5%左右。
????4 結(jié) 論
????從構(gòu)建合理的通風(fēng)系統(tǒng)并配備合理的風(fēng)量稀釋瓦斯?jié)舛群驮谌S空間上構(gòu)建立體瓦斯抽放系統(tǒng)2方面制定了綜合瓦斯治理方案,在411120工作面回采過(guò)程中取得了很好的效果,實(shí)現(xiàn)了綜采工作面回風(fēng)流瓦斯<0.8%進(jìn)行管理,為礦井的安全、高效生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。
????(1)根據(jù)瓦斯來(lái)源,采取分源治理是瓦斯綜合治理的根本途徑。
????(2)分析瓦斯的賦存情況及含量,有針對(duì)性地采取措施,集中抽放力量,加大抽放力度,控制瓦斯向工作面及回風(fēng)流涌入。
????(3)在鄰近煤層瓦斯含量大,且未開(kāi)采保護(hù)層的情況下,充分利用高位巷和高位鉆場(chǎng)瓦斯抽放的規(guī)律和特點(diǎn),選擇合理的抽放層位,加大鄰近層瓦斯的抽放力度,減少鄰近層瓦斯向工作面涌入,是治理鄰近層瓦斯的有效辦法。
????(4)采空區(qū)埋管抽放是治理采空區(qū)積存瓦斯最直接的辦法,邁步安裝“Ｔ”型網(wǎng)管,施工隔離墻將瓦斯密閉在采空區(qū)內(nèi),根據(jù)邁步安裝的“Ｔ”型網(wǎng)管與隔離墻的距離,控制“Ｔ”網(wǎng)管的抽放量治理采空區(qū)和回風(fēng)隅角瓦斯可達(dá)到理想的效果。
????(5)充分利用鄰近采空區(qū)的開(kāi)采情況及開(kāi)采壓力形成的煤柱裂隙,適當(dāng)布置回采工作面與鄰近采空區(qū)的鉆孔,增加其間瓦斯流動(dòng)的通道,加大鄰近采空區(qū)的抽放,將生產(chǎn)工作面采空區(qū)的瓦斯轉(zhuǎn)移到鄰近采空區(qū)抽放,不但避免了鄰近采空區(qū)向生產(chǎn)工作面涌入,而且減少了本工作面采空區(qū)的涌出量,降低了工作面采空區(qū)瓦斯治理的難度。但必須控制抽放濃度,并定期對(duì)鄰近采空區(qū)抽放管內(nèi)的氣樣進(jìn)行分析,以免發(fā)生采空區(qū)發(fā)火。
????(6)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。①由于綜采工作面抽放率太高,必須采取有力措施確保抽放系統(tǒng)的正常運(yùn)行,嚴(yán)防發(fā)生抽放系統(tǒng)停運(yùn)。一旦發(fā)生停運(yùn),必須嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行撤人、停電、設(shè)崗制度。②綜采工作面的風(fēng)量配備不能低于1000ｍ3/ｍｉｎ,最好能達(dá)到在抽放系統(tǒng)停運(yùn)后,回風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1.5%的風(fēng)量要求,確保安全生產(chǎn)。③采空區(qū)埋管高位“Ｔ”型網(wǎng)管的間距不得超過(guò)30ｍ,最佳距離在采空區(qū)周期來(lái)壓的步距左右。④走向近水平鉆孔及走向傾斜鉆孔在走向方向上必須設(shè)計(jì)覆蓋一定的距離,確保鉆孔抽放的延續(xù),避免在走向方向上存在無(wú)鉆孔抽放的間隔帶。
