乌兰煤矿突出煤层保护层工作面开采瓦斯治理实践

伊武

摘 要：乌兰煤矿实施保护层开采，主采2#、3#、7#、8#煤层均为突出煤层，7#煤层作为保护层先行开采，7#煤层与下部被保护8#煤层层间距为0～4 m，增加了7#煤层开采的期间的瓦斯治理管理难度。通过在底板瓦斯治理巷施工穿层钻孔为主，在7#煤层回顺、运顺施工本煤层顺层钻孔并向下部8#煤层施工穿层钻孔为辅的区域综合防突措施；在工作面回顺施工高位钻孔抽采工作面卸压瓦斯；利用上隅角埋管抽采采空区瓦斯的瓦斯治理技术，有效解决了保护层开采工作面瓦斯，确保了7#煤层采煤工作面的安全顺利开采。

关键词：保护层工作面；瓦斯治理；钻孔

中图分类号：TD713 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）20-0171-02

1 矿井概况

矿井开拓方式为斜井多水平阶段石门联合开拓，开采方式均为走向长壁采煤法。为消除2#、3#煤层的突出危险性，降低煤层的瓦斯含量和瓦斯压力，矿井全面实施保护层开采，即首先开采7#煤层，保护下部8#煤层和上覆的2#、3#煤层，同时通过地面钻井抽采受7#煤层采动区影响的2#、3#煤层卸压瓦斯以及7#煤层采空区瓦斯，然后开采8#煤层对2#、3#煤层实施二次卸压抽采保护，即煤层开采顺序为7#→8#→2#→3#，矿井为煤与瓦斯突出矿井。

2 工作面的瓦斯治理情况

随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量、压力增大，2#、3#、7#、8#煤层鉴定为突出煤层，由于煤层透气性差，钻孔瓦斯涌出量衰减快，预抽效果差，不能有效治理工作面瓦斯。通过把7#煤层作为2#、3#煤层的下保护层和8#煤层的上保护层开采达到治理瓦斯和防治煤与瓦斯突出目的。

2.1 工作面概况

Ⅱ020703工作面位于乌兰井田北翼采区二水平三阶段， 所采煤层为7#煤层，结构简单，沉积较稳定，平均厚1.9 m，煤层倾角平均23 ？觷。工作面设计走向长度810 m，倾斜长220 m，邻区煤层均未开采。由于该区域7#和8#煤层层间距较近，平均为3.4 m，按照同一煤层管理，7#煤层进行采掘作业时，必须同时对下覆8#煤层进行消突。

2.2 工作面瓦斯治理的现状

Ⅱ020703工作面煤层原始瓦斯含量为12.22 m3/t，最大瓦斯压力2.1 MPa，Ⅱ020703采面下部8#煤层最大瓦斯含量为13.51 m3/t。在Ⅱ020703工作面机巷、风巷每12 m一个钻场施工穿层消突钻孔，在北翼1100瓦斯治理巷施工穿层钻孔，抽采钻孔总量为60 618 m。Ⅱ020703工作面本煤层最大残余瓦斯含量为7 m3/t，可解吸瓦斯量为5.1 m3/t，其下覆的8#煤层最大残余瓦斯含量为7.3 m3/t，可解吸瓦斯量为5.7 m3/t，小于《防治煤与瓦斯突出规定》的临界值，效果检验结果为区域防突措施有效。

3 工作面瓦斯综合治理技术

3.1 工作面预抽

Ⅱ020703综采工作面开采前，在运输顺槽每36 m设置一个钻场，共设计钻场26个，每个钻场布置5个钻孔孔深160 m；在风巷每12 m设置一个钻场，共设计钻场72个，每个钻场3个钻孔，孔深60 m；风机巷钻孔搭接长度10m。在北翼1 100瓦斯治理巷施工穿层钻孔，32个钻场，每个钻场12个孔，如图1和图2所示。

3.2 高位钻孔抽采

在工作面回风顺槽沿走向50 m布置一个钻场，每个钻场布置5个高位钻孔，钻孔孔深100～120 m，孔径Φ94 mm，钻孔设计终孔位置在7#煤层以上9～15 m处，1#钻孔与2#钻孔孔底间距7 m；2#孔与3#孔、3#孔与4#孔、4#孔与5#孔孔底间距为5 m；5#孔与6#孔、6#孔与7#孔、7#孔与8#孔孔底间距为10 m。前后钻场钻孔搭接长度25 m，钻孔控制工作面上部50 m的范围，钻孔与抽采管连接抽采，如图3所示。

3.3 上隅角埋管采空区抽采

在Ⅱ020703回风顺槽内铺设两路Ф450 mm的瓦斯抽采管，在埋管最前端安装高1.5 m的吸气口立管抽采瓦斯，在抽采立管处架设了保护木垛，两趟管路的吸气口立管交错36 m布置，如图4所示。

4 瓦斯综合治理效果

现回采的II020703综采工作面经执行防突措施后采区内7#煤层及下部8#煤层最大残余瓦斯含量分别为7.0 m3/t、7.3 m3/t，符合《煤矿瓦斯抽采基本指标》第四条瓦斯抽采应达到的指标规定，符合《防治煤与瓦斯突出规定》第53条的规定。工作面抽采量为101.59 m3/min，工作面瓦斯涌出量为109.39 m3/min，工作面抽采率达92.86%，高位钻孔抽采量为20.27 m3/min，抽采浓度44%，顺层钻孔预抽量为8.18 m3/min，抽采浓度8.51%，埋管抽采量为16.11 m3/min，抽采浓度为6.99%，符合《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定。

参考文献：

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