工作面上隅角瓦斯治理技术实践

工作面上隅角瓦斯治理技术实践

牛玉海

ThePracticeofGas-controlTechniquesonUpperCornerof403WorkingFace

牛玉海NIUYu-hai（冀中能源峰峰集团梧桐庄矿，邯郸056500）（JizhongEnergyFengfengGroupWutongzhuangMine，Handan056500，China）

摘要院为了解决工作面瓦斯经常超限的问题，通过向上隅角上方打钻和采空区埋管进行气体分析，确定了上隅角瓦斯主要来自于顶板裂隙带，通过设置低位钻向裂隙带施工拦截钻孔抽采有效解决了工作面上隅角瓦斯超限的问题，该方法对其他瓦斯矿井具有极大的借鉴意义。

Abstract:Inordertosolvetheoverproofofgasconcentrationonuppercornerofworkingface，aholewasdrilledonthetopofuppercornerandapipewaslaidtomakegasanalysisasagasmine.Itcanbeidentifiedthatthegascomesfromthewater-flowingfracturedzoneontheroof.Thegasoverrunningwaseffectivelywassettledbysettinglowleveldrillingfieldandconstructinginterceptivehole.Itaffordsothergascoalminethatmeritattention.

关键词院上隅角；裂隙带；瓦斯抽采；拦截钻孔Keywords:uppercorner；water-flowingfracturedzone；gasexhaust；interceptivedrill中图分类号院TD712文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）21-0303-020

引言对于瓦斯矿井，随着采深的增加，由于煤层瓦斯含量的增加和瓦斯异常区的出现，局部地区也容易出现瓦斯涌出量增大现象。特别地，工作面回采期间，由于瓦斯赋存的变化，上隅角容易造成瓦斯积聚，在增加风量无法有效降低瓦斯浓度的情况下，需要采取其他有针对性的措施才能有效解决上隅角瓦斯积聚的问题。

1工作面概况403工作面煤层厚度在3.01m耀3.19m之间，平均煤厚3.1m。局部有夹矸，结构简单。老顶为细砂岩，厚6.10m；直接顶为砂页岩，厚3.24m；直接底为砂页岩，厚5.50m；老底为中砂岩，厚4.75m。403工作面在未采取任何上隅角瓦斯治理技术措施前上隅角瓦斯浓度时常超限。为此，针对403工作面专门开展了上隅角瓦斯治理技术研究并进行了实践。

2工作面上隅角瓦斯治理措施及瓦斯来源分析2.1工作面上隅角瓦斯治理措施为了有效解决403工作面上隅角瓦斯经常超限的问题，先后在403工作采取了一些措施进行治理[1]：淤设置上隅角临时挡风帘。当采煤工作面上隅角出现瓦斯浓度超限时，在靠近采煤工作面上隅角处挂挡风帘，使之将工作面的风流一分为二，利用风帘引导较多的风流流经上隅角，稀释高浓度瓦斯。于增大回采工作面风量，由起初的852m3/min增加到1520m3/min。工作面采用增大风量的办法，虽然可使上隅角积聚区风流与工作面主风流的对流作用加大，但是随着风量的提高，负压增大，采空区的风流速度加大，使采空区的瓦斯流线延深，加强了风流与采空区内的瓦斯的交换[2]。盂采煤工作面回风巷安设风、水引射器。利用高压水、风联合作为动力，也可用高压水或风分别作为动力，形成较大的负压区，工作面的主风流由于压差的作用会使流经上隅角的风量增大，以降低瓦斯浓度。

但以上三种方法“治标不治本”，风排瓦斯全部流入回风巷内，不能有效降低回风流瓦斯浓度，因此必须从根本上进行瓦斯治理。因此，只有明确上隅角瓦斯来源并对其进行拦截抽采才能从根本上解决上隅角瓦斯超限问题[3]。

2.2403工作面上隅角瓦斯来源分析通过向403工作面采空区埋管抽采及向上隅角顶板打钻抽采可知，上隅角钻孔抽采浓度在20%以上，而通过采空区埋管抽采的瓦斯浓度在1%上下。由此可知，403工作面上隅角的瓦斯是403工作面顶板及邻近层涌出的瓦斯。顶板垮落瓦斯释放与邻近层泄压瓦斯释放，通过裂隙带向外释放，这是403工作面上隅角瓦斯的主要来源。

3403工作面上隅角瓦斯抽采3.1上隅角瓦斯抽采方法的选择目前本工作面煤层中瓦斯钻场布置主要分为高位钻场和低位钻场，高位钻场指布置于煤层顶板内，而低位钻场布置于煤层内。高、低钻场瓦斯抽采布置方式分别如图1和图2所示。

高顶钻场布置原则：一是钻孔终孔位于裂隙带上部界限；二是钻孔进入卸压区的层位位于冒落带顶部、裂隙带下部界限以上。该方法有以下优缺点[4]：淤优点：能有效解决工作面上隅角瓦斯问题；抽出的瓦斯浓度较高，一般在40原50豫左右，高者可达70豫以上，有利于提高管道瓦斯浓度。

于缺点：由于钻场是岩巷掘进，掘进速度慢、难度大、钻场数量多，不适用采掘衔接紧张的矿井；钻场内通风困难，易造成瓦斯积聚；对钻孔参数（方位角、倾角、终孔位置）的准确性要求严格，施工中难以控制；存在抽采盲区段，工作面推进到盲区段时容易造成上隅角瓦斯超限。

低位钻场布置于煤层内，该方法优缺点如下：淤优点：钻场掘进速度快，在掘进巷道的同时就能掘出钻场，适合采掘衔接紧张的矿井；钻场采用扩散通风即可满足供风要求，不易产生瓦斯积聚；管路回撤便捷。

于缺点：钻孔封孔段处于煤体中，易产生漏气；对巷道的维护要求高，不适宜动压影响大的工作面；存在抽采盲区段，工作面推进到盲区段时容易造成上隅角瓦斯超限。

针对403工作面的生产实际选择低位钻场对上隅角裂隙带瓦斯进行抽采，钻场尺寸长高宽4伊3伊3（m）；根据钻机型号打设钻孔距离，将钻场间距定为30m。

3.2抽采钻孔参数确定每个低位钻场内布置十个拦截钻孔，五个为一排，上下两排均呈扇形布置，每组钻孔平面角控制在0毅至15毅之间，保证终孔布置在自回风巷上帮至下巷12米范围内，每个钻孔的终孔位置在煤顶板以上6-8米范围内[5,6]。

4效果分析6月份稳定抽采以来，整个月的日平均瓦斯抽采量与日平均上隅角瓦斯浓度如图3所示。从图3可以看出，上隅角日平均瓦斯抽采浓度与日平均抽采量成负相关，抽采量越大，上隅角瓦斯浓度越低，说明上隅角瓦斯主要来自顶板的裂隙带。梧桐庄煤矿403工作面上隅角在采用低位钻孔进行抽采前瓦斯上隅角瓦斯浓度在2.5%左右，通过向上隅角打钻进行拦截抽采，上隅角瓦斯浓度基本稳定在0.3%~0.4%左右，取得了较好的抽采效果，有效解决了上隅角瓦斯超限的问题。

5结论瓦斯矿井上隅角瓦斯超限随着采深的增加越来越普遍，为了从根本上解决这一问题需要明确瓦斯来源，对瓦斯进行有效抽采。对于上隅角瓦斯来自顶板裂隙带的瓦斯矿井，可以采用低位钻采布置拦截抽采钻孔的方法进行解决，这种方法既能节约时间和成本又能较好解决上隅角瓦斯超限的问题，对其他瓦斯矿井治理上隅角瓦斯超限具有极大的借鉴意义。

参考文献院[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社,1990.[2]胡新成，杨胜强，周秀红.旧街煤矿瓦斯赋存及涌出规律分析[J].煤炭技术，2011（09）:95-97.[3]张生，胡新成.杨柳煤业10416工作面瓦斯涌出规律分析[J].煤炭技术，2013（06）:159-161.[4]王德明.矿井通风与安全[M]援徐州：中国矿业大学出版社，2007援[5]AQ1027原2006.煤矿瓦斯抽放规范[S].北京：煤炭工业出版社，2006.[6]周秀红，杨胜强，胡新成.煤矿开采技术条件的可拓综合评价[J].煤矿安全，2012（03）:118-120.作者简介院牛玉海（1967-），男，河北灵寿人，中级工程师，现任梧桐庄矿副总工程师，研究方向为一通三防及瓦斯治理技术一和管理工作。