工作面沿空留巷回采期间瓦斯治理技术研究

李小伟

（冀中能源峰峰集团辛安矿，河北邯郸056200）

1 引言

冀中能源峰峰集团辛安矿位于邯郸市西南50km，峰峰矿区南端，于1970年4月10日在黄沙井田破土动工，1971年10月1日投产，年设计生产能力30万吨，1976年达到设计能力。经过一系列的矿井改扩建，逐步加大科技投入，提高矿井机械化水平，矿井产量逐年上升，2009年矿井核定生产能力达到120万吨，迈入国有大型矿井行列。辛安矿2145上块外段工作面位于辛安矿-500水平南翼的214采区，该工作面在回采期间采取了运料巷沿空留巷的方法保留工作面运料巷，致使工作面无法按照以往我们常用的在运料巷做高顶钻场进行瓦斯抽采的工作面瓦斯治理方法，为此我们对工作面瓦斯治理方法进行了改进，采取在工作面联络巷和溜子道每隔10米在煤层中部向工作面布置本煤层钻孔，经煤体高压注水预裂增加煤层裂隙后，进行本煤层瓦斯抽采法。经过对瓦斯抽采方法改进创新与实践后，辛安矿2145上块工作面瓦斯得到很好的治理，杜绝了工作面瓦斯超限事故发生，保证了工作面安全生产，对以后沿空留巷工作面的瓦斯治理提供了经验，实现安全生产的目的。[1～3]

2 内涵

2145上块工作面为于214采区，工作面北至214运煤上山保护煤柱，南至井田边界煤柱，西以H=F37m断层为界，东以H=7m断层为界，地面标高最大167m，最小134m。据相邻214采区上山和相邻2147工作面实际揭露煤层厚度资料，煤层厚度分别为3.7～4.5m，本工作面煤层厚度平均4.10m，煤层结构简单。煤层倾角最小16°，最大21°，平均18.5°。本工作面走向长度平均为362m，倾斜长度平均为69m。运料巷、运煤巷巷道规格净宽4.0m，净高3.0m，斜矩形断面，净断面12m2，掘进断面13m2。两巷均摸大煤底板掘进，由于煤层倾角较大，运料巷掘进时，巷中摸底，运煤巷掘进时上帮摸底，两巷均选用锚网索+梯子梁联合支护。本工作面采用走向长壁后退式轻型综采放顶煤工艺采煤方法，顶板管理为全部跨落法，工作面回采期间瓦斯涌出量达到9m3/min左右[4-6]。

2145上块工作面回采期间我们采取的工作面运料巷做高顶钻场进行边采边抽的瓦斯治理方法，在运料巷每隔在工作面运料巷每个50m做一个宽5m，深5m的高顶钻场，每个钻场采用mk～5s钻机施工10个钻孔，每个钻孔直径94mm，钻孔长度100m，沿工作面走向，向采空区方向布置，钻场布置在距工作面运料巷10m，距大煤顶板3m位置，每个钻场内钻孔按终孔位置水平投影距运料巷 1m、3m、5m、8m、10m、12m、15m、18m、20m的不同距离布置10个钻孔，钻孔分上、下两排布置，第一排布置5个，第二排布置5个，上下两排间距0.4m，间距0.4m，第一排钻孔终孔距大煤顶板高度为10—12米，第二排钻孔终孔距大煤顶板高度为15～16m，两个钻场之间相邻的两组钻孔交叉30米布置（如图1所示）。

在2145上块工作面回采到外段工作面时，为保证工作面运料巷正常使用，工作面运料巷采用了边采边留巷的方法保留运料巷。这样就造成了工作面运料巷上方为采空区，无再做高顶钻场进行瓦斯抽采，为解决工作面无法进行高顶瓦斯抽采的问题，我们采取在工作面联络巷和溜子道每隔10米在煤层中部向工作面布置本煤层钻孔，进行本煤层瓦斯抽采，钻孔采用mk～5s钻机配备三棱钻杆施工，每个钻孔直径94mm，联络巷钻孔长度100m，溜子道钻孔长度60m（如图2所示）。

由于本煤层抽采是从煤体内硬抽瓦斯，抽采效果不佳。为解决该问题，只有增加煤体裂隙就可以增加本煤层瓦斯抽采量。所以我们采用BZW31.5/25专用煤层注水泵配合FKSS-71/20型煤体注水封孔器封孔进行高压注水，注水压力8MPa，进行煤体预裂，增加煤体裂隙，从而提高工作面瓦斯抽采效果[7，8]。

图1

图2

3 取得效果

通过上述方案实施后，经测定2145上块外段工作面配风量900m3/min左右，工作面瓦斯浓度在0.2%左右，工作面回风瓦斯浓度在0.37%左右，工作面瓦斯得到有效治理。同时，该钻孔还兼做煤体注水钻孔使用，做到了一孔两用。