高瓦斯厚煤層綜放面采空區瓦斯治理技術及應用

摘 要：近幾年，工業發展十分迅猛，致使對煤炭資源的需求量逐漸提升，因此礦井開采深度、施工范疇以及機械化逐漸提升，掘進工作面的瓦斯流量逐漸提升。同時借助增加風量來縮減瓦斯含量的方式，由于巷道斷面面積與風速的影響，無法達到安全施工的標準。針對此種情況有關煤礦開采公司則必須不斷提升施工工藝，針對厚煤層進行施工期間，瓦斯含量較高的現象一直以來就是威脅常規開采活動的主要因素。所以，需要針對瓦斯含量較高或者煤層厚度較大的礦層進行施工期間應用的各項工藝展開探究，進而提升礦井施工期間的安全性。鑒于此，文章結合筆者多年工作經驗，對高瓦斯厚煤層綜放面采空區瓦斯治理技術及應用提出了一些建議，僅供參考。

關鍵詞：高瓦斯;厚煤層綜放面;采空區瓦斯治理;技術及應用

采用高位鉆孔抽采技術對采空區瓦斯進行治理，抽放量占工作面瓦斯總抽放量的58%，工作面綜合瓦斯抽放率達到40%以上，對工作面、回風流和上隅角的瓦斯超限問題進行了有效治理，為工作面的安全生產奠定了基礎。

1 加強高瓦斯厚煤層綜放面采空區瓦斯治理技術的重要性

因為礦井施工深度與強度的逐漸提高，致使瓦斯流出量也在逐步增加，安全性不斷降低。采空區中瓦斯流出數量通常是工作面瓦斯流出數量的50%-60%之間，因此必須對采空區中的瓦斯展開良好的管控。采空區瓦斯管理工作效果比較顯著，鑒于淮南礦業集團與澳大利亞的研究結果，針對地表中直徑相對較大的鉆孔展開探究;相關工作者借助研究采空區瓦斯的根源，制定了完善之前采空區鉆孔布局方式;以千米長羽狀鉆孔為研究對象，能夠研究出鉆孔流量負壓與鉆孔長度的聯系;針對采空區瓦斯相關情況展開探究，能夠發現采空區瓦斯富集機理，并且為后續開展瓦斯管控工作提供依據;若想處理好工作面施工前期與正?；夭呻A段內瓦斯相關情況，制定了偽傾斜后高抽巷結合走向高抽巷抽放瓦斯工藝;借助相關知識梳理、數據演算、實際操作等方法判定了高抽巷最適宜的方位。根據此部分結果大多數是針對單獨的采空區管理方式在瓦斯管理過程中的作用進行探究，但是針對同樣地質情況下各個采空區管理方法產生的不同成效探究工作相對偏少。所以，需要選取一個礦井為研究對象，針對數據演算、實際測量的方式，應用高抽巷瓦斯采集工藝針對厚度較大的庫鞥層綜放面采空區進行管理，同時依據結果判定最佳管控方式，確保能夠給厚度較大礦層施工期間瓦斯管控工作奠定基礎。

2 高瓦斯厚煤層開采過程中引發瓦斯災害的因素

瓦斯涌出危害的產生通常是因為礦層中瓦斯存儲環境引起的，譬如瓦斯含量、礦層的透氣性、壓力與地質結構等。干擾礦井礦層瓦斯存儲狀況的參數大多為傾斜角度、埋藏深度與吸附特性等方面。礦層傾斜角度偏小的情況，瓦斯很難排泄出來，進而提升了瓦斯的數量;礦層埋藏深度若是不深，同時地質構干擾較低的位置，會因為埋藏深度的加深而提升瓦斯含量與壓力;礦層吸附性能較高、周邊巖層透氣性差，能夠在一定程度上提升礦層中瓦斯量。

如今，針對瓦斯含量較高礦層厚度較大的綜放面采空區進行施工期間關于瓦斯處理工藝依然有眾多不足。通常條件下，開展瓦斯整治的工藝大多為礦井通風、防突工藝以及生產規劃等，并且防突工藝十分重要，主要涉及局部整治與區域整治兩種。局部整治適用于瓦斯含量較高礦層較厚的礦井施工工作面;區域整治適用于瓦斯含量較高礦層較厚的礦井施工期間礦層瓦斯的收集與保護層施工等位置展開整治。

3 高瓦斯厚煤層綜放面采空區瓦斯治理技術及應用

3.1 抽采區域

高位裂隙鉆井技術是如今正值采空區瓦斯相關問題的重點技術，把鉆孔終孔布局在瓦斯含量較高的位置能夠有效的提升瓦斯的抽采質量。若是終孔布局的位置較高，此位置內裂隙存在問題，進而無法良好的和采空區建立瓦斯運輸管路，造成抽采質量較低;若是終孔布局位置較低，因為冒落帶會和抽放鉆孔連接，進而影響抽采質量。所以，針對采空區上方巖層的損壞法則與“豎三帶”位置的布局，能夠保證開采鉆孔布局的科學性與實用性。

3.2 抽采效果預測

針對礦井上分層工作面采空區中的瓦斯應用沿空埋管與橫貫密閉插管相結合的方式進行開采，借助地面瓦斯泵站中低負壓設備開展施工，開采混量大概是180m3/min，瓦斯含量大概是2.3%，在此種情況下開采純量是4.14m3/min。并且，因為各個回采工作面瓦斯突出量各不相同，根據1.2倍的富裕系數展開測算，估計最近建設的礦井內部暫時瓦斯開采體系中瓦斯開采量大概是5.0m3/min。此外，借助查看周邊礦井開采經歷而言，應用以上采空區瓦斯開采多事，瓦斯含量通常不會低于4%。依據實際工作和上隅角瓦斯整治的要求，必須保證上隅角位置有風經過，同時可以確保風速的平穩性，進而判定回采工作位置采空區瓦斯開采純量是5.0m3/min，瓦斯含量為4%。

3.3 抽采管路的選擇及布置

瓦斯收集設施管路的直徑選用的科學性，在一定程度上決定著瓦斯體系建筑投入和開采體系施工效率。開展開采設施管路選取工作期間，實際內徑的測算公式是：D=0.1457QV，其中，D表示開采設施管路內徑;V表示開采管路中瓦斯流速的均數，而且最佳流速大約在每秒5-12m;Q代表的是施工管路中混合瓦斯流量，計算單位是m3/min。上分層工作面施工位置能夠劃分為正壓區域與負壓區域，正壓區域主要為總回風巷和抽采泵站之間的位置，負壓區域為抽采泵站和回風順槽埋管支管管口之間的位置。

3.4 瓦斯治理措施

針對工作面進行回采過程中有效的將本礦層鉆場扇形鉆孔事先抽取、上隅角采空區埋管抽取、回風巷鉆場高位鉆孔抽取與頂板高位定向長鉆孔抽取等技術融合到一起，進而開展良好的瓦斯整治工作。本礦層鉆場扇形鉆孔事先抽取指的是針對工作面回風巷位置布設鉆場，且其兩兩之間的距離是60m，同時各個鉆場中包含5個鉆孔，兩兩鉆孔之間距離12m，每個鉆孔直徑為153mm，施工深度是9m。此種施工方式通常適用于本礦層中針對瓦斯開展實現抽取，進而縮減工作面礦層中瓦斯數量。上隅角采空區埋管抽取方式指的是若想良好的處理工作面上隅角瓦斯含量較多的情況，在工作面回風巷中建設瓦斯抽取管路，管路半徑為150mm。應用礦井內部活動抽放設備開展瓦斯抽取工作。

3.5 抽采效果分析

例如，一個回采工作面中上隅角埋管瓦斯采集完成后，上隅角瓦斯含量和以前0.75%縮減到6.2%，瓦斯涌出量出現情況相對較少。所以，上隅角埋管收集方式為礦井的安全開采奠定了有效的基礎。高位鉆孔瓦斯收集效率研究：高位鉆孔瓦斯收集，可以有效的收集上方巖層全部礦層遭到損壞后抽采是瓦斯，鉆孔一直和斷裂帶處于有效的連接，同時良好的應用采空區瓦斯上溢現象，抽取較高的收集瓦斯含量。鉆孔位置偏高能夠保證良好的收集施工工作面個別采空區瓦斯與周邊排壓瓦斯，擁有收集瓦斯含量較大，收集工作效果較高，施工用時偏長且工作投入較少的特性。

4 結束語

綜上所述，高瓦斯厚煤層的開采實踐證明，此類工藝技術較為成熟且先進，并具有安全、可靠、采出率高的優勢。而煤礦生產安全是影響企業順利發展的重要因素，在高瓦斯厚煤層開采過程中要做好瓦斯防治工作，但是，對于高瓦斯厚煤層的開采工作來說，瓦斯治理是一項復雜的系統工程，礦井中瓦斯情況復雜增加了現場開采的難度。為防治相關問題，必須抓住相應的技術特點，深入研究，創新技術，嘗試各類新技術、新途徑，提升防災減災的技術、裝備水平，避免和減少煤與瓦斯突出事故的發生。

參考文獻：

[1]唐一舉.高瓦斯厚煤層綜放面采空區瓦斯治理技術及應用[J].河南科技，2019（31）：71-73.

[2]李軍藝.高瓦斯厚煤層綜放面采空區瓦斯治理技術及應用[J].中國煤層氣，2018，15（04）：40-43.

作者簡介：

任紅軍（1986- ），男，漢族，籍貫：山西臨汾，本科，2013年畢業于太原理工大學采礦工程專業，現任職務：通風區隊長，現在職稱：采煤工程師，研究方向：通風與安全。