一种井上、下联合抽采综放工作面安全回采技术研究

王伟

摘要：根据青东煤业瓦斯赋存情况，为了 846综采放顶煤工作面安全顺利回采，采取了井上通过地面瓦斯抽采井预抽消突措施、井下顺层钻孔抽采、上隅角埋管抽采、定向高位钻孔抽采四种抽采方式，同时在放煤期间加大风排瓦斯，实现了安全高效生产，同时为突出煤层综采放顶煤工作面回采提供了宝贵的经验。

关键词：综采放顶煤、定向钻场、地面抽采井、多维度、安全高效回采

0 前言

青东矿井设计生产能力180万吨/年，采用立井、多水平，主要大巷、石门分区开拓;分区通风，集中出煤开拓方式。矿井设计三个生产水平：一水平标高为-585m，二水平标高为-900m，三水平标高-1200m。

1 回采工作面概况

1.1工作面采掘工程设计基本情况

846工作面位于青东煤业副井口南偏西约2200～2850m，地面有郭井子（已搬迁），其它多为农田、沟渠，地面标高+28.6m～+28.9m/28.8m。

1.2工作面地质概况

846工作面煤层倾角2～21°，平均10°，工作面煤厚4.1～12.7m，平均7.2m，走向长平均146.5m，倾斜长平均439m。

2钻孔工程设计及技术质量要求

2.1瓦斯钻孔工程概括

846工作面瓦斯井于2019年6月29日进点，2019年7月3日正式开钻，于2019年12月2日完成整个工作面的施工，工程总钻进深度为1738.79m。

2.2工程设计及技术质量要求

工程设计：根共设计4口地面井，钻井开孔直径444.5mm，终孔直径91mm，终孔于8煤层底板，4口地面井工程量1792.72m。

结构设计：瓦斯井一开开孔直径D444.5mm，套管直径∅351mm，二开开孔直径D311mm，飞管直径∅244.5mm，抽放管直径∅177.8mm，三開开孔直径D152mm，筛网管直径∅139mm，终孔直径D91mm，一开底位于稳定基岩面下30m，二开底位于7煤顶板上方45m，三开底位于7煤层下5m，四开底位于8煤层底板下。

3  定向钻场程设计及技术质量要求

3.1定向钻场工程概括

846工作面定向钻场拨门中为846风巷F3点后24m。846工作面定向钻场由通道和钻场两部分组成，通道长44m，净宽×净高=3000×2800mm;钻场净长×净宽×净高=12000×6000×3200m。

3.2定向钻场工程设计及技术质量要求

钻场通道施工到位后，向左扩刷钻场，钻场与通道夹角为30°，先按平巷施工6m（钻场平巷段与通道底板齐平），然后按10°上山施工6m至钻场结束。

钻场通道内施工台阶方便行人，通道内铺设排水沟，下口设沉淀池，沉淀池：1000×1000×1000mm。

全岩后根据煤层与巷道坡度推算钻场底板与8煤顶板法距，确保钻场底板与8煤顶板法距不小于5m。

4顺层孔设计及技术质量要求

设计：工作面顺层钻孔采用钻机自工作面机、风巷向面内施工。每组钻孔间距不大于3m，直径为113mm，封孔深度不小于18m，采用全程筛管+“两堵一注”注浆封孔工艺。

工作面实际施工顺层钻孔460个，完成钻孔工程量44178m，排出煤量6747t，平均每孔排出煤量14.67t，累计抽放量567828m3，预抽率为22.3%，实测残余瓦斯含量最大为2.84m3/t，工作面整个回采区域无突出危险。846工作面外段回采前采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯。在机巷施工顺层钻孔60个，工程量6750m，钻孔间距为0.65m，孔底间距3m。

5回采期间局部瓦斯治理措施

5.1局部综合防突措施

5.1.1工作面预测

⑴846工作面回采期间直接执行局部综合防突措施，采用钻屑瓦斯解吸指标法进行循环预测。当预测指标小于临界值且无任何动力现象时，在采取安全防护措施后方可回采。若工作面预测指标异常，则执行局部防突措施。

⑵回采期间，采用实测最大钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标Δh2进行工作面突出危险性预测。钻孔从第2m开始每施工1m测定一次钻屑量S，每钻进2m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其钻屑瓦斯解吸指标Δh2值。沿采煤工作面每隔10～15m布置1个预测钻孔，孔深5～10m，并保留不小于2m预测钻孔超前距。

5.1.2工作面局部防突措施

⑴当预测指标大于临界值，采用超前排放钻孔防突措施时，根据煤层厚度及瓦斯赋存情况，沿工作面煤壁每3～5m布置一组排放钻孔，钻孔在控制范围内应当均匀布置，在煤层的软分层中可适当增加钻孔数。

⑵回采期间保留不小于3m的防突措施超前距，在地质构造破坏严重地带保留不小于5m的防突措施超前距。

5.1.3工作面防突措施效果检验

沿采煤工作面每隔10～15m布置1个检验孔，深度小于或等于防突措施钻孔。如果采煤工作面检验指标均小于指标临界值，且未发现其他异常情况，则措施有效;否则，判定为措施无效。措施有效后预留不小于2m的效果检验超前距，效果检验指标符合要求后，在采取安全防护措施后方可继续回采。

5.1.4安全防护措施

⑴在工作面机、风巷设置避难硐室。避难硐室内安设压风自救装置，保证正常使用，并设有与矿调度直通的电话。

⑵压风自救：距采煤工作面25～40m的巷道内、根据实际情况增加压风自救装置的设置组数，每组压风自救装置不少于5～8人同时使用。

⑶自救器：每一个入井人员，必须随身携带隔离式自救器。

⑷临时避难硐室：846机、风巷距离工作面500m范围内各设置了一处临时避难硐室。

⑸采区避难硐室：在8414机巷原泵站处设施了采区避难硐室。

5.2瓦斯防治措施

（1）顺层钻孔抽采：在工作面回采期间继续利用顺层钻孔抽采煤层瓦斯，进一步降低煤层瓦斯含量。

（2）上隅角埋管抽采：在工作面风巷预埋管路至采空区，抽排采空区和上隅角积聚的瓦斯。在工作面风巷采用交替迈步的方式向采空区预埋抽采管路，经效果考察，交替迈步距离为16m。

（3）定向高位钻孔抽采：共施工5个定向高位钻孔，钻孔布置在工作面裂隙带底部，孔径为120mm，钻孔施工结束后全程下护壁花管。工作面外延段施工高位钻孔8个，工程量1300m，钻孔开孔于四采区上部二号瓦斯参数测定巷内，钻孔距风巷距离分别为25m、35m、45m、55m，钻孔开孔位于8煤层底板，钻孔需穿过8煤、7煤至8煤顶板70m。

（4）地面抽采井抽采：共施工4口抽采井，钻孔布置终孔于8煤底板。

5.3抽放系统的设备和设施

846工作面采用地面永久式抽采系统进行抽采，井下瓦斯抽采系统配备2台2BEY-67型水环式真空泵（一台工作、一台备用），额定流量460m3/min，分别抽采高位钻孔、顺层钻孔及采空区瓦斯，沿途根据现场情况安置除渣器、放水器、自动计量等装置。

6 结论

（一）846综放工作面最大日累计抽采量9.01m³/min，有效的降低回采过程中瓦斯溢出，保证了安全回采。

（二）846综放工作面回采不仅克服了大倾角俯采放顶煤、高瓦斯和自燃发火等地质条件制约因素，实现了安全生产，还在多维度联合抽采中积累了实战经验，为以后青东煤业工作面常态化过定向钻场提供了参考。

参考文献

陈立文;;高瓦斯综放作业面上隅角瓦斯防治分析[J];能源与节能;2017年06期

吴刚;近距离煤层群上保护层开采卸压机理及瓦斯抽采技术研究[D];中国矿业大学;2015年

邵淑成;下分层综采工作面围岩结构特征与巷道布置研究[D];安徽理工大学;2017年

李毅博;五轮山煤矿8煤顺层钻孔抽采半径时效特性研究[D];安徽理工大学;2016年