综放工作面初采期间的瓦斯治理

1工作面概述

余吾煤业有限责任公司矿井为高瓦斯矿井，主采3# 煤层的透气性系数为 0.524 0～1.741 5 m2 /(MPa2·d)属于不易抽采至可以抽采煤层。S2108 综放工作面采用U 型通风方式，瓦斯治理模式为“单 U+ 高抽巷”。针对初采期间工作面瓦斯涌出量大、涌出不均匀等特点，在工作面采用传统抽采方法的同时对抽采方法进行了优化创新，以确保工作面的高效生产。

2 综放工作面采前的瓦斯抽放措施

2.1 顺槽本煤层钻孔抽采

为了降低 S2108 综放工作面回采过程中的瓦斯涌出量，保证工作面回采顺利进行，设计在 S2108 胶顺、回顺施工本煤层抽采钻孔，钻孔开孔高度 1.8 m，钻孔间距 1.25 m，钻孔深度 145 m，钻孔方位角与巷道中线的夹角为 90°，可根据实际施工情况随煤层实际倾角的变化适当调整钻孔倾角。钻孔覆盖范围为切眼外20 m 至停采线，钻孔在工作面内交叉 10 m。设计在S2108 胶顺、回顺后 400 m 施工上层采前预抽孔，与下层钻孔呈三花眼布置。图 1 为 S2108 综放工作面顺层预抽钻孔正面图。

2.2 切眼本煤层钻孔抽采

和上部钻孔压裂增透在切眼处施工本煤层抽采钻孔，钻孔开孔高度为1.8 m、2.2 m，钻孔间距 1.25 m，钻孔呈三花眼布置，同时对上部部分预抽钻孔进行 CO2 气相压裂，钻孔间距为 20 m，深度为 80 m。

2.3 切眼顶板释放孔

在切眼顶板施工释放孔，钻孔间距 0.3 m，钻孔深度为穿透煤层深度。提前释放切眼顶板煤体瓦斯，减少顶板放煤释放的瓦斯。

3 综放工作面采中和采后的瓦斯抽放措施

3.1 本煤层钻孔抽放

回采期间，工作面超前维护段煤体会逐渐进入卸压区，煤体裂隙增大，为确保超前维护段内本煤层钻孔的正常抽采，可有效减少工作面煤壁的瓦斯涌出量。

3.2 高抽巷抽放

对传统高抽巷进行改进优化，高抽巷距离切眼80 m 时，逐渐下调高抽巷的层位，确保高抽巷在距离切眼 5 m 时底板与煤层顶板相距 5 m。在 S2108 切眼距回顺 15 m 时，在 S2108 切眼内往 S2108 高抽巷施工30 个穿透钻孔。S2108 切眼煤墙南帮布置 5 排钻孔，每排布置 6 个穿透钻孔，钻孔开口位置距底板分别为1.5 m、2.0 m、2.5 m、3.0 m、3.5 m，孔间距 0.6 m，钻孔终孔点落于高抽巷底板上。

3.3 采空区埋管抽采

在采空区上隅角提前预埋抽采管路，待工作面回采后，通过预埋管路将采空区内的高浓度瓦斯抽出，降低上隅角瓦斯涌出量。预埋管路每 10 m 安装一个抽采器，确保埋管抽采的正常接替。

4 综放工作面瓦斯治理情况

4.1 S2108 综放工作面抽采情况

开始回采后，工作面推进12 m之前，工作面抽采量主要是本煤层钻孔抽采量;工作面推进 12 m 之后，高抽巷抽采量已达到 6 m3 /min，高抽巷及采空区抽采量已基本进入正常抽采期，工作面初采期间抽采率平均达 57%。

4.2 S2108 综放工作面瓦斯体积分数

开始回采后，工作面推进 10～12 m 时，工作面上隅角瓦斯体积分数、后溜机尾瓦斯体积分数达到峰值;推进 12 m 之后，工作面各点瓦斯体积分数基本保持平稳。

5 结语

a) 综放工作面采前预抽阶段，在两巷打设上分层顺层钻孔，通过在卸压区加密钻孔，在工作面切眼处打设顺层钻孔并利用 CO2 气相压裂技术对煤体进行增透，从源头上增强煤体透气性，增加煤层有效裂隙数量，提高瓦斯抽采效率，缩短瓦斯预抽时间，有效降低了煤层中的瓦斯含量。b) 初采期间，在高抽巷开展瓦斯治理时，在高抽巷末端采用逐渐降低层位的方法接近煤层，从切眼向高抽巷打高位钻孔，增加了煤层与高抽巷的连通渠道，解决了初采期间采空区顶板裂隙形成不充分的问题，使工作面回采初期高抽巷旧贯通采空区开始发挥作用，提高了高抽巷的利用效率。c) 改进后的高抽巷提前发挥作用，减少了采空区向工作面涌出的瓦斯，有效预防了工作面回风流、上隅角瓦斯的预警超限。d) 综放工作面初采期间采取的瓦斯综合治理措施，有效解决了瓦斯治理方面的难题，保证了工作面的安全和高产高效。