高位走向鉆孔取代高抽巷在新集礦區高瓦斯工作面的應用

王 濤

（國投新集能源股份有限公司新集二礦,安徽 淮南 232180）

1 工作面概況

210106工作面西起2101采區運煤上山，東至1上煤層阜鳳下夾片斷層80m防水煤柱線，北鄰210108工作面采空區（該工作面2014年1月已采畢），南到1上煤-570底板等高線附近，南部為1煤組未動用區；上距4-1煤層平均85.2m，上部4煤、5煤煤層較薄均未回采，6煤、8煤已采畢；下距太原組一灰平均18.4m。

工作面區域內：1上煤煤層傾角在1～21°，平均10°，局部受地質構造和沖刷作用影響傾角較大，煤層堅固性系數f=0.78～1.43，局部較小。1上煤厚度0～6.8m，可采段平均4.1m。上距4-2煤76.30～96.20m，平均85.2m。頂板巖性主要為巨厚層狀砂巖，局部頂板巖性為粉細砂巖或砂質泥巖，偽頂一般不發育。

1煤煤層傾角在1～21°，平均10°，局部受地質構造和沖刷作用影響傾角較大，煤層堅固性系數f=0.78～1.43，局部較小。工作面內1煤層厚度基本穩定，厚度0～9.0m，平均3.8m。上距1上煤0～1.5m，平均1.0m。

210108工作面與210106工作面在同一采區同一翼，210108工作面位于210106工作面下側。

2 高抽巷抽采效果

（1）高抽巷布置。沿工作面上方走向布置1條巷道，巷道內錯風巷約20m，布置在煤層頂板30m～34m范圍內，巷道寬3m、高2.4m，采用錨網支護?？紤]到高抽巷的作用原理，即在高負壓作用下，抽采出沿裂隙進入高抽巷的開采煤層和鄰近煤層的瓦斯，確保高抽巷封閉嚴密，高抽巷封閉時采用防爆墻式封閉[1]（兩道瓦石墻間隔5m，瓦石墻中間充填黃泥）。

（2）工作面瓦斯治理措施。210108工作面回采期間主要采取抽采措施為：底抽巷施工穿層鉆孔抽采、高抽巷封閉抽采、上隅角埋管抽采、風巷及機巷順層鉆孔抽采治理工作面瓦斯。

（3）高抽巷抽采效果。210108工作面回采時間為2012年12月～2013年12月，回采期間絕對瓦斯涌出量在12.3m3/min～25.62m3/min,平均瓦斯涌出量為19.23m3/min,其中：底抽巷封閉抽采、高抽巷封閉抽采、上隅角埋管平均抽采、風巷順層鉆及機巷順層鉆孔平均抽采純流量分別為：6.9m3/min、5.62m3/min、0.41m3/min、0.85及0.31m3/min，平均風排量為5.28m3/min。底板巷封閉抽采、高抽巷、上隅角埋管抽采及順層鉆孔抽采占瓦斯涌出量比例分別為：33%、28%、2%及6%。在工作面回采前期，煤層頂板未垮落時，高抽巷抽采效果不佳，隨著工作面的推進,裂隙形成越好,抽采效果越明顯，回采期間工作面回風流瓦斯濃度在0.2%～0.42%，有效的治理工作面瓦斯。

3 高位鉆場高位走向鉆孔抽采效果

（1）高位鉆場布置。210106作面切眼以外350m范圍內實驗高位鉆孔施工走向鉆孔代理高抽巷治理工作面瓦斯。風巷每50m布置一個高位鉆場。

（2）高位鉆孔布置。在高位鉆場內施工12個鉆孔，控制到210106風巷以北平距30m，煤層頂板30-60m范圍內。每個鉆場之間鉆孔壓茬距20m，每個鉆場布置2排鉆孔，分別控制前方50m及80m。

（3）工作面瓦斯治理措施。210106工作面回采期間主要采取抽采措施為：底抽巷施工穿層鉆孔抽采、高位走向鉆孔卸壓抽采、上隅角埋管抽采、風巷及機巷順層鉆孔抽采治理工作面瓦斯。

（4）高位走向鉆孔抽采效果。210106作面切眼以外350m采用風機巷順層鉆孔預抽、底板巷穿層鉆孔、頂板走向鉆孔及上隅角埋管抽采治理工作面瓦斯。工作面于2014年2月7日開始試生產，至4月22日已推進189m。從3月1日底板巷及走向鉆孔完全發揮作用統計瓦斯數據看，初采期間絕對瓦斯涌出量在9.34m3/min～19.87m3/min,平均瓦斯涌出量為15.56m3/min。截水巷封閉抽采、高位走向鉆孔抽采、上隅角埋管抽采、及順層鉆孔抽采占總抽采量比例分別為：29%、26%、2.8%及3.3%。

工作面回采前期，煤層頂板未充分卸壓，鉆孔抽采效果不理想，隨著采動影響鉆孔抽采量逐漸增加。工作面回采期間，回風流瓦斯濃度在0.3%～0.39%，有效的治理工作面瓦斯。

4 高抽巷抽采效果與高位走向鉆孔抽采效果比較

210108工作面與210106工作面在同一采區同一翼，且工作面相鄰，工作面地質條件基本相似，工作面瓦斯治理措施除高抽巷與高位走向鉆孔不同外其余均相同。

隨著工作面推進,采空區抽采系統逐漸發揮作用,瓦斯抽放量顯著增加,而風排瓦斯量卻相對減少了,其原因是此時的采空區頂板裂隙形成充分,瓦斯的排采由以風排為主逐漸的轉變為以采空區抽采為主,采空區內的瓦斯向工作面流量較少[2]。210108工作面回采期間回風流瓦斯濃度在0.2%～0.42%，210106工作面回采期間回風流瓦斯濃度在0.3%～0.39%。

5 結束語

通過以上比較，高抽巷抽采量占工作面瓦斯涌出總量28%，高位鉆孔抽采量占工作面瓦斯涌出總量26.3%，采用高位走向鉆孔可以滿足高瓦斯工作面瓦斯治理需要。

在采用高位走向鉆孔治理工作面瓦斯時，可以適當增加鉆孔內鉆孔數目，并合理調整抽采負壓，使高位鉆孔抽采量最大化。在設計高位走向鉆孔時，需合理設計鉆孔終孔位置，使終孔在煤層頂板垮落帶內。

[1]周正乾.利用增壓控制采空區善后處理時的瓦斯涌出[J].煤礦安全,1992(03).

[2]撒占友.戊-21191綜采工作面采空區及下隅角瓦斯分布規律研究[J].煤礦安全,2001(10).

[3]張海權.大直徑高位鉆孔代替高抽巷抽采瓦斯的研究[J].煤炭科學技術,2012(06).

[4]孫榮軍.頂板近水平長鉆孔替代閉式高抽巷進行瓦斯抽放的試驗研究[J].煤田地質與勘探,2015(05).