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1、三软煤层开采过程中瓦斯治理技术的探讨摘 要：三软煤层指煤矿开采中遇到的：软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。本文总结了三软煤层开采过程中治理瓦斯的有效经验。关键词：三软煤层；瓦斯；治理 1.高瓦斯区瓦斯来源及特点某煤矿高瓦斯带分布较多且无规律性，高瓦斯区平均煤层瓦斯含量 11m3t，瓦斯压力 P=0.62MPa，煤层透气性系数 =0.005 4 m(MPad)，衰减系数 d=0.55 d-1，瓦斯放散初速度P=10.015.2，属难抽煤层。经过对部分已揭露的高瓦斯带探测分析，在此地段进行采掘活动时，瓦斯来源主要有 3 类，即掘进
2、区瓦斯、回采区瓦斯和采空区瓦斯。其中掘进区瓦斯涌出量占涌出总量的16.4 ，回采区瓦斯涌出量占涌出总量的 33，采空区瓦斯涌出量占涌出总量的 50.6。低瓦斯矿井瓦斯防治常规措施主要为风排(增大供风量)，但增大风量一方面受巷道断面和通风系统影响较大，另一方面随着风量的增大，回采面风压差也相应增大，又使更多的瓦斯从采空区运移至回采空间，造成不利局面。采取分源分抽的瓦斯治理方式，既可满足瓦斯治理需要，又可提高效率。2.掘进区瓦斯治理高瓦斯带掘进区平均瓦斯涌出量 4.2m3min，其瓦斯来源可分为 3 类：工作面前方卸压破碎煤体瓦斯、掘进落煤瓦斯、巷道两侧卸http:/ 掘进面钻孔瓦斯抽放在掘进工作
3、面施工一定数量的瓦斯抽放钻孔(1.4 个m2)，钻孔均匀分布于全断面，钻孔直径 75mm，单孔孔深 40 m，纵向控制巷道全煤厚，横面控制巷道周围轮廓线 4m。钻孔施工完毕后即联孔抽放，待瓦斯浓度明显衰减后方可恢复掘进。22 巷帮挂耳边掘边抽在掘进巷道两侧交错布置钻场，同侧钻场间距 40m，异侧钻场间距 20m(图 1)，自每个钻场内向掘进面前方分上下 2 排布置 6 个抽放钻孔，钻孔直径 75mm，孔深不低于 50m，控制巷道两帮 5m，控制巷道两帮 5m 以内，钻孔施工完毕后，采用多循环不间断抽放，不但能有效分流巷帮两侧卸压带瓦斯，而且也能提前释放工作面前方煤体瓦斯压力。23 掘进面高压注
4、水排挤瓦斯在存在高含量、高压力瓦斯的掘进区施工倾角大于 25的煤巷掘进工作面时，易发生掘进面或顶煤冒落事故，造成掘进区瓦斯异常升高，主要原因是工作面前方大倾角卸压破碎煤体在高含量、高压力瓦斯作用下的一种卸压、释放。高压注水排挤瓦斯工艺较为简单，只需用煤电钻在掘进面正前方布置 46 个 42 mm、深815m 的钻孔，封孔后利用注水泵对钻孔进行中高压注水，最大注水压力需根据煤层埋藏深度、力学性质和坚固性系数确定，注水时http:/ http:/ 30 时终止注水。如同时配合使用巷帮挂耳抽放技术，将大大提高其抽放效果。3.回采区瓦斯治理回采区高浓度瓦斯主要来源于回采区本煤层内。在矿井通风负压作用下
5、，采面落煤、煤壁和本煤层释放出的瓦斯涌入回采空间和回风巷，造成采面和回风巷瓦斯超限。由于该区域瓦斯含量大，运移慢，宜低流量、高负压、长时间抽放。31 本煤层顺层钻孔预抽充分利用回采面掘进和准备阶段，在回风巷和运输巷垂直于巷帮向煤体内施工顺层抽放钻孔，孔径 75mm，孔深 65m(回风巷与运输巷钻孔交错 10m)，钻孔上下平行布置 2 排，排距 1m，平距 3m，煤层顶板距上排钻孔终孔、上下排钻孔终孔、下排钻孔终孔距煤层底板均按 0.75:1:2 的比例布设。每个钻孔施工完毕后立即联孔抽放，可高效分流本煤层内高含量、高压力瓦斯，预抽时间越长，瓦斯治理效果越明显。32 本煤层卸压区钻孔抽放随回采面
6、推进，在采面前方 l030 m 形成本煤层卸压区，该卸压区煤层随工作面推进受压变形后，裂隙大量增加，透气性明显改善，在此地段施工本煤层钻孔抽放，可以克服三软煤层透气性差、抽放衰减快的问题，可提前分流大量煤体高含量瓦斯。4.采空区瓦斯治理在全部垮落法控制顶板的采煤工作面，沿采面推进方向顶板一http:/ http:/ 抽出式风机隅角瓦斯抽排在回采面回风巷适宜地点安装 1 台全速抽出式风机，进风侧用硬质风筒引至回风隅角，回风侧使用软质阻燃抗静电风筒引至采区回风巷内，利用抽出式风机做动力对隅角瓦斯进行抽排。同时在进回风侧风筒内各安装 1 台瓦斯传感器，以监测抽排瓦斯浓度。如隅角瓦斯涌出量较大时，必须
7、在风机进风侧硬质风筒之间加装一铜质三通调风装置，该三通两端与硬质风筒对接，进风口和旁通口处各安装 1 个活动挡板，当抽排风流中瓦斯浓度超过规定值发出报警信号时，通过人工转动进风口和旁通口活动挡板，减少抽排风量并利用回风巷风流对抽出的高浓度瓦斯进行稀释，使其降至允许值以内。http:/ http:/ 隅角埋管抽放先对采面上下隅角用编织袋装煤垛墙封严堵实，抽放管末端放在回风隅角墙内，该抽放管长 5m，墙外长 1.5m，通过卡环与综采支架或转载机尾连接，随采面推进前进，墙体内埋人 3.5m，其中末端 1.5m 管体上事先打 10mm 的密集小孔，该埋管外端通过多节软质埋线胶管与抽放系统对接，随采面回
8、采向外掐接。43 高位岩石顶板钻孔抽放在采面回风巷沿走向每隔 60m 布置 1 个钻场，钻场垂直于回风巷煤墙以大倾角起坡，进至煤层顶板岩层中后平行回风巷施工一平台，在每个钻场内向切巷方向施工高位岩石钻孔 68 个，孔深80m，孔径 75 mm，钻孔末端纵向控制到冒落带顶部和裂隙带下部的范围内，横面控制距离为隅角外边线到切巷 12 m 内，钻孔施工完毕后迅速封孔与抽放系统对接，强力抽放采空区上部高浓度瓦斯。44 高位抽放巷抽放根据矿井负压通风作用下采空区瓦斯运移规律，高抽巷须平行回风巷内错 1015 m 沿煤层顶板或在煤层顶板中施工，距回风巷太近易造成两巷之间煤柱受压产生裂隙漏气，距回风巷太远易
9、使抽放巷终端不在采空区瓦斯富集区，影响抽放效果。抽放巷施工到位后进行密闭，在密闭内引入一抽放管，抽放管高度应大于密闭高度的23，伸人密闭内部长度不小于 0.5 m，然后在密闭的抽放管外端与抽放系统对接实施抽放5.结论及推广应用前景http:/ http:/ CO 浓度的检查，便于及时掌握采空区遗煤自然发火情况，为治理工作争取时间。(5)采用掘进面高压注水排挤瓦斯技术配合巷帮挂耳抽放技术时，应首先确定出矿井钻孔瓦斯抽放半径，注水孔与抽放孔间距应为钻孔抽放半径的 14 倍左右，过近时易造成水流由抽放孔排出，过远时不能将高压水流排挤出的瓦斯压送至钻孔抽放半径范围内排出。(6)加强矿井瓦斯资料收集和地质情况的掌握，对矿井瓦斯赋存情况提前进行预测，科学地编制出矿井的瓦斯地质图和各采掘面的瓦斯涌出曲线图，可以较好地指导矿井的瓦斯防治工作，真正实现早预测、早着手、早治理的瓦斯防范、治理目标。
