基于采煤生产的矿井瓦斯抽放方法措施

・１３６・　科技论坛　基于采煤生产的矿井瓦斯抽放方法措施　陈松祥　（桦南林业局，黑龙江桦南１５４４３１）　摘要：主要阐述了本煤层抽放瓦斯、邻近层抽放瓦斯、采空区抽放瓦斯、瓦斯抽放的常见问题及解决途径等。　关键词：采煤生产；矿井；瓦斯抽放；措施　在一些高瓦斯矿井，工作面瓦斯的浓度超出《煤矿安全规程》所规　壁的松动，因此，煤体中解吸的瓦斯能直接被钻孔抽出，可减少巷道内　定的标准，单纯采用通风的方法难以把工作面的瓦斯浓度控制在允许　的涌出量。因增加了掘钻场和打钻孔的工程量和时间，对掘进面的推进　的范围内，需采取瓦斯抽放的方式来改善安全生产状况，缓解生产压　速度有所影响。此法只能降低掘进时的瓦斯涌出量，采煤时仍要打钻抽　力。　放。边掘边抽的方法适用于预抽不充分或瓦斯涌出量大的煤巷掘进工　１本煤层抽放瓦斯　作面，对透气性低的煤层也有一定的效果。　本煤层抽放是采用巷道法或钻孔法直接抽放开采煤层的瓦斯。根　２邻近层抽放瓦斯　据抽放与采掘的时间关系，煤层抽放可分为“预抽”和“边抽”两种方法。　为了解除邻近层涌出的瓦斯对开采煤层的威胁，从开采煤层或围　预抽是在开采之前预先抽出煤体内的瓦斯，以减少开采时的瓦斯涌出　岩大巷中向邻近层打钻，抽放邻近层中的瓦斯，以减少邻近层由于受采　量。预抽可划分为巷道预抽和钻孔预抽两种施工方法。边抽是边生产边　动影响而向开采层涌出的瓦斯。这种抽放称作邻近层抽放瓦斯，并分为　抽放瓦斯，生产和抽放同时进行。边抽又包括边采边抽和边掘边抽两种　上邻近层抽放（抽放上邻近层中的瓦斯）和下邻近层抽放（抽放下邻近　方式。　层中的瓦斯）两种方式。　１．１预抽本煤层瓦斯方法　（１）上邻近层抽放。按抽放钻孔的布置位置，上邻近层抽放又可分为　（１）巷道预抽。巷道预抽是在采煤前事先掘出瓦斯巷道，这些巷道　开采层层内巷道打钻抽放和开采层层外巷道打钻抽放两种。　同时考虑采煤工作的需要，即采准巷道，把巷道密闭，接设管路进行抽　①开采层层内巷道打钻抽放。这是上邻近层抽放经常采用的一种　放，直到采煤时为止。这种抽放方法的优点是：煤体卸压范围大，煤的暴　方法。将钻场设在回风副巷内，然后由钻场向上邻近层打穿层钻孔进行　露面积较大，对瓦斯的释放有利。其缺点是：一是需要提前掘出瓦斯巷　抽放。　道，在抽放结束和开采之前，要对巷道重新修复和支护，浪费人工和材　②开采层层外巷道打钻抽放。钻场设在开采煤层顶板的岩巷中，由　料；二是在掘进巷道过程中，因瓦斯涌出量大，不但施工困难，增加了通　钻场向上邻近层打钻，每个钻场的钻孔多采用扇形排列。　风负担，瓦斯回收率也低，浪费资源；三是若管理不好，抽放巷道密闭不　（２）下邻近层抽放。与上邻近层抽放一样，下邻近层抽放也分为开采　严，不但抽出的瓦斯浓度低，巷道内也可能造成自然发火。　层层内和层外巷道打钻抽放两种。　（２）钻孑Ｌ预抽。此法因钻孔贯穿煤层，钻孔与煤层的层理面成垂直　①开采层层内巷道打钻抽放。这是下邻近层抽放经常采用的一种　或斜交，瓦斯可能沿层理面流入钻孔，这对提高抽放效果有利；同时，抽　方法。与上邻近层抽放不同的是，钻场设在工作面的进风正巷内。　放工作是在掘进和采煤前进行，因此，能使生产过程中的瓦斯涌出量减　②开采层层外巷道打钻抽放。钻场设在开采煤层底板的岩巷中，从　少。由于被抽放煤层未受采动影响，煤层压力没有较大的变化，所以，对　钻场向下邻近层打穿层钻孔进行抽放。　透　氐的煤层，容易达不到预抽的效果。此方法适用于煤层瓦斯含量　３瓦斯抽放的常见问题及解决途径　较大、透气性较好和有一定倾斜角度的中、厚煤层。　（１）控制抽放负压，保证瓦斯质量。因为采空区围岩受采动影响，透　１．２边抽本煤层瓦斯方法　气性已大大提高，因而抽放负压过大，很容易使空气进入采空区而降低　（１）边采边抽。在煤层致密、透气性较低，单纯用预抽方法达不到抽　抽出的瓦斯浓度，且有发火危险的煤层还会因氧气的增加而引起采空　放效果；尽管煤层透气性好、易于抽放，而由于生产接续紧张，无充分的　区内自然发火。　预抽时间，开采时瓦斯涌出量较大时，一般采用边采边抽的方法，以弥　（２）定期进行检查测定，避免自然发火。定期进行检查并采取气样进　补预抽时的不足。这种方法因为是在采煤的同时抽放瓦斯，不像预抽那　行分析测定，主要内容包括密闭或抽放管内的气体成分、温度、负压、流　样受开采时问的限制，由于受采动影响，煤层已卸压，煤体变得松动，增　量等，并分析其变化动态。当一氧化碳或温度呈上升趋势时，应进行控　加了煤的透气性，所以，能提高抽放效果；同时，这种抽放方式不受采掘　制抽放（低负压抽放）；而发现有自然发火预兆时，必须立即停止抽放并　工作影响，也不互相干扰，具有较强的针对ｌ生。此法的不足是：由于打站　采取向密闭内注水、注浆等防火措施，待自然发火征兆消除后再逐渐恢　的开孔位置在煤层，因此，封孔不容易保持严密，可能影响抽放效果和　复抽放。　抽出的瓦斯浓度；钻孔与煤层层理平行，层理之间沟通不便，影响了抽　参考文献　放效果。边采边抽的方法适用于瓦斯大、时间紧、预抽不充分的地区及　［１佛奉贤，席振修．煤矿开采与掘进ｆＭ］．北京：煤炭工业出版社，２００８，１０．　煤层透气性较小，有抽放可能的较薄或中厚煤层。　［２］程功林，汪佑武．煤矿开采技术　．徐州：中国矿业大学出版社，２０１０，２．　（２）边掘边抽。随着工作面的不断推进，钻场和钻孔也要向前排列。　『３　计平．开采方法　．徐州：中国矿业大学出版社，２００６，７．　此法因工作面前方和巷道两帮的一定范围形成了压力集中带，导致煤　Ｉ上接１３９页）变的情况下，采用　２０ｒａｍ、长度为２２００ｒｎｍ树脂锚杆　形量，新支护方案巷道底板并未产生明显的变形与破坏，有效地控制巷　对巷道底板进行支护，同时支设梯形梁。新支护方案巷道剖面如图６所　道底鼓同时，进一步治理巷道两帮的围岩裂隙发育，使围岩应力向深部　示，平面布置如图７所示。　转移。（３肮化唇的支护方案巷道变形上基本上趋于稳定，而原有巷道支　两种方案施工的巷道对比有如下牦　：初期顶底板和两帮移进量　护情况下巷道变形仍在继续，说明在新支护方案下巷道变形趋于稳定　基本相同，但随着时间的推移，原支护方案下的巷道围岩变形量远大于　的时间要比原支护方案下短很多。　新支护方案下巷道围岩变形量。新支护方案下的巷道变形上基本上趋　参考文献　于稳定，而原有巷道支护情况下巷道变形仍在继续。　［１】方新秋等琛井破碎围岩巷道变形机理及控制研究　．采矿与安全工程　结束语　学报，２０１２，２９（１）：１６．　（１）工程实例应用结果表明，优化支护后的数值模拟结果与实际晴　［２］何满潮等．深部开采岩体力学研究四．岩石力学与工程学报，２００５，２４　况一致，说明本文提出的支护方式科学可行，具有良好工程应用前景。　（１６）：２８０３－２８１３．　（２叔支护顶板和两帮的巷道围岩变形量，远大于优化后的巷道围岩变