地质构造影响区采煤工作面瓦斯治理技术研究

Summary：在地质构造影响区内回采时，瓦斯涌出量往往更大，因此应针对性采取瓦斯治理措施。为降低采煤面瓦斯涌出量，采用本煤层瓦斯预抽方式进行瓦斯治理，在地质条件较好区域瓦斯治理效果较为显著，但是由于综采工作面开采范围内地质构造发育、局部区域瓦斯含量偏高，从而导致煤炭开采时回风巷及回风隅角瓦斯浓度偏高的问题，特别是回风隅角位置存在较大的瓦斯超限风险。为此，针对综采工作面现场实际情况，提出瓦斯治理技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，实现地质构造影响区瓦斯高效治理，确保煤炭安全高效回采。

Keys：地质构造;瓦斯治理;瓦斯抽采;瓦斯浓度

引言：回采工作面上隅角瓦斯超限问题一直是高瓦斯矿井面临的难题，而采空区瓦斯是造成工作面回风隅角瓦斯超限的主要原因之一。尤其是初采期间，工作面后方采空区顶板呈现“简支梁”结构分布，采空区顶板不易垮落，容易造成采空区出现一定范围悬顶的现象，当顶板发生大面积垮落时，采空区内瓦斯会在短时间内被挤压涌向工作面，从而使上隅角瓦斯浓度超限。为此，以旬耀矿区煤层厚度大的高瓦斯矿井为背景，对综放工作面初采初放期间的瓦斯治理措施进行针对性探讨，以期为周边矿井的瓦斯治理提供一定参考。

1工作面瓦斯特性

根据工作面瓦斯含量测定及相邻工作面瓦斯特性综合分析，8101工作面 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 日产量达到2750t，回采期间相对瓦斯涌出量8.9m3/t，绝对瓦斯涌出量59.61m3/min。工作面在形成初期通过取样采集实测的原始瓦斯含量为9.4~11.5m3/t，瓦斯压力值为0.64~0.71MPa，煤层具有突出危险性。且4#煤层的透气性系数仅为0.05~0.20m2/MPa2·d，瓦斯放散初速度q指标为18.10~19.10mmHg，煤层孔隙率为6.58%~6.86%，根据煤层瓦斯特性和地质条件分析，4#煤层瓦斯具有较好的可抽采性。因此，为提高煤层瓦斯的抽采效果，制定“压裂井钻孔+本煤层顺层钻孔+高排巷钻孔抽采”的空间网格化钻孔布置形式，确保达到最佳瓦斯抽采率。

2煤矿开采区瓦斯含量影响因素

近年来，由煤矿瓦斯超限引起的 安全生产 安全生产管理档案一煤矿调度员先进事迹安全生产副经理安全生产责任最近电力安全生产事故安全生产费用投入台账 事故频繁发生。一般来说，瓦斯超限与煤矿开采过程中遇到褶曲或者断层结构，甚至采用放炮开采引起煤尘有关。地质构造中的褶曲对瓦斯赋存有着极大的影响，在背斜、向斜、轴部和倾伏段等部位极易积聚大量的瓦斯，因此在煤矿掘进和开采过程中，这些地段是瓦斯事故的高发地段。当煤层走向发生巨大变化时，煤层结构也会发生变化，使顶板与底板间形成一个比较大的夹角，不仅会造成煤体中瓦斯压力变大，还会使煤体中的瓦斯含量升高。地质构造中，断层的封闭性和透气性对瓦斯的积聚有巨大的影响。如果断层为封闭型断层，一般瓦斯含量较高，危害也比较大；如果断层透气性强，煤层即使受到强烈的挤压也不会引起瓦斯含量增加。煤层地质情况复杂的条件下，不同类型的断层之间相互挤压，也会导致煤层分布发生变化，煤层结构遭到破坏，使瓦斯含量增加。

3瓦斯超限强度和治理方法

3.1瓦斯高效精准开采

为了进一步的实现‘双碳’的战略目标，需要煤炭企业加大对瓦斯的高效精准开采的力度。其中，必须是在煤炭及瓦斯地质预测结果的基础上，结合矿井采掘部署，采用以条带区域抽采、工作面顺层密集钻孔抽采和采空区综合抽采为主的瓦斯治理方式，针对不同布置条件的采煤工作面形成了两种不同的工作面瓦斯治理模式：按正常接替顺序开采的工作面，采用“预抽+卸压带抽采+横川（大直径钻孔）埋管+上隅角插管抽采”；不按正常接替进行跳采的孤岛工作面，采用“预抽+卸压带抽采+高抽巷埋管（顶板高位钻孔）抽采+上隅角插管抽采”。此外，按照瓦斯来源、浓度及瓦斯治理方式进行分源抽采，使瓦斯抽采效果、效率最优化，最大限度地降低煤层瓦斯含量及瓦斯涌出量，保障工作面的安全高效开采。

3.2采空区埋管抽采

42108综放工作面初采初放前必须将一趟300mm的低负压抽采管路全部安装到位，具备抽采条件。当工作面推进5m后，从主管路引出一路300mm管路埋入采空区，该管路一直埋入采空区内并保持抽采，称之为深埋管。当深埋管进入采空区6m后，从低负压主管路引出一路300mm管路，该管路埋入采空区，开启抽采。当该管路进入采空区6m后，在巷道内从该管路上引出一路300mm管路，开始埋入采空区，采空区内埋管实现12m与6m的交替循环，并且始终保持2路管路同时抽采，管路埋入采空区的距离可根据实际效果进行调整。所有埋管管路末端都要竖立“T”型立管(竖管高度距离巷道顶板0．5m以内)，并用钢丝网护住管口。

3.3瓦斯超限治理方法

从上述分析不难看出，在工作面开采施工进行的过程中，瓦斯超限强度是不断变化的，为了实现对瓦斯超限的有效治理，相关措施的实施力度也要随之做出相应的调整。考虑到实际施工环境的差异以及治理成本的控制，本文采用多风筒总排负压抽采法实现对工作面瓦斯超限问题的治理。首先，对单个风筒总排负压抽采的工作效率进行确定，其额定功率为120W，最大功率为200W，那么对应的单位时间内对工作面空气的置换能力可以达到12～20m3/min。瓦斯超限强度的增大使得其对空气置换的要求更高，在i值不变的条件下，只有通过调节单个风筒总排负压抽采装置的工作效率，才能实现预计目标，最终设置的i值应为s12。

3.4钻孔抽采高度的确定

采用顶板走向高位裂隙钻孔抽采，钻孔布置层位过高，由于裂隙发育不充分，抽采量将大大减少；钻孔布置层位过低，钻孔位于冒落带，抽采瓦斯浓度将大大降低，影响抽采效率。因此冒落带及裂隙带高度的确定，对于高位钻孔的参数设计尤为重要。由于矿井尚未进行采空区上方“三带”高度的考察，暂采用经验公式计算确定。煤层顶板为粉砂岩、泥岩、砂质泥岩和细粒砂岩，平均单轴抗压强度为24.77MPa，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》计算冒落带和裂隙带高度。2504工作面采高3.5m，考虑到顶板走向钻孔施工时钻头下沉的可能性较大，因此冒落带、裂隙带高度均取最大值。经计算，2504工作面冒落带最大高度为13.4m，裂隙带最大高度为47.3m。根据其他矿井应用经验，顶板走向高位裂隙钻孔布置在裂隙带中下部效果最佳，因此顶板走向高位裂隙钻孔终孔高度在19~38m。

结束语

高瓦斯工作面存在瓦斯储量大，涌出风险大的特性，致使瓦斯治理的难度也相对较大，尤其是在采空区、综采工作面和综放回撤工作面中需要面临不同的瓦斯风险威胁，一旦某一个区域产生瓦斯突出问题，无疑会对整个作业空间的安全性构成威胁，对于作业人员人身安全和设备设施安全的影响极为深远。因此，在今后的作业中，需要重点关注瓦斯探测技术和瓦斯治理技术，做到对瓦斯风险的合理控制，保障井下作业安全。

Reference

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