????(5)走向傾斜瓦斯抽放鉆孔抽放工作面上方裂隙帶瓦斯。在41120工作面回風巷內安設一趟Φ273ｍｍ管,施工10個鉆場,鉆場間隔40ｍ,采用ＺＹＧ-150型鉆機沿工作面方向施工鉆孔,每個鉆場至少施工9個鉆孔,開孔間距>0.4ｍ,鉆孔傾角13°～23°,孔徑為Φ65ｍｍ。施工終孔位置水平投影分別為距回風順槽5～20ｍ,與工作面頂板垂距10～15ｍ(圖4)。與高位巷鉆孔共同抽放工作面采空區裂隙帶和鄰近層的瓦斯,減少鄰近層瓦斯涌入采煤工作面。

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????圖4　走向傾斜鉆孔布置圖

????(6)鄰近采空區抽放。在41118回風巷預埋抽放管,采用低負壓抽放系統加大對41118采空區進行抽放,降低41118采空區的壓差,通過41120工作面與41118采空區之間設計的通道及鉆孔和煤柱裂隙,將41120工作面采空區的部分瓦斯轉移到41118采空區進行抽放,減少41120工作面采空區瓦斯向工作面和回風流涌入。

????3　瓦斯治理效果分析

????(1)本煤層瓦斯抽放。41120工作面于2002年開始掘進,于2004年施工完成。掘進期間,瓦斯抽放濃度10%～15%,抽放純瓦斯量為5～7.5ｍ³/ｍｉｎ。抽放瓦斯總量達621萬ｍ³。經過近2年的抽放,瓦斯抽放率達81%,回采期間本煤層瓦斯抽放量僅1ｍ³/ｍｉｎ,殘存瓦斯量較少,大大減少了回采期間本煤層瓦斯的涌出量。

????(2)采空區瓦斯抽放。工作面初次來壓前,采空區瓦斯主要來自遺留浮煤殘存的瓦斯。由于老頂未垮落采空區裂隙不發育,采空區空頂,空間較大,工作面風流流入其間,稀釋了采空區的積存瓦斯濃度,瓦斯抽放濃度在20%左右,抽放量在11ｍ³/ｍｉｎ左右,不能發揮“Ｔ”網管埋管抽放高濃度瓦斯、低負壓抽放系統流量大的優勢。老頂初次來壓后,采空區裂隙發育,鄰近層瓦斯大量涌入采空區,頂板大量垮落充填了采空區空間,工作面風量流入采空區的風量減少,采空區瓦斯濃度急劇上升,但在工作面風壓的作用下,瓦斯流向上隅角附近,瓦斯抽放濃度上升到35%～40%,抽放量達15～19ｍ³/ｍｉｎ。

????(3)高位瓦斯抽放巷走向近水平鉆孔及走向傾斜鉆孔抽放裂隙帶瓦斯。工作面初次來壓前,由于老頂未垮落,采空區裂隙不發育,裂隙帶瓦斯抽放效果不明顯。特別是高位巷抽放,由于鉆孔采用近水平孔施工,只能抽放部分鉆孔附近鄰近層的瓦斯。走向傾斜鉆孔傾角較大,且距工作面較近,距工作面頂板距離較高位巷抽放鉆孔小,在工作面初次來壓前,部分裂隙位于鉆孔內,故走向傾斜鉆孔抽放瓦斯濃度較高位巷走向近水平鉆孔抽放的濃度高。初采期間,工作面推進15ｍ后,鉆孔瓦斯濃度可達25%左右,但由于布置層位較低,一般在工作面正常回采期間瓦斯抽放濃度穩定在32%左右,抽放量穩定在4ｍ³/ｍｉｎ,在工作面推進至鉆場附近時濃度開始下降。此時須根據抽放濃度逐漸關閉濃度低于10%的鉆孔,開啟后續鉆場鉆孔繼續對裂隙帶進行抽放。高位巷近水平鉆孔抽放在工作面老頂垮落、裂隙開始發育后,瓦斯抽放濃度逐漸上升至32%。隨著工作面的推進,裂隙發育充分,瓦斯抽放濃度逐步上升,最高達83%,一般在65%～78%之間,抽放量逐漸增大,純瓦斯量在10～15ｍ³/ｍｉｎ之間。

????(4)鄰近采空區瓦斯抽放。為了減少41118采空區瓦斯向回采的41120工作面采空區涌入,以免增加41120工作面在回采時的瓦斯治理難度,41118工作面回采結束后,隨即加大對采空區的抽放,減少采空區瓦斯的積存。在41120工作面回采前,41118采空區抽放濃度為25%,抽放量為5ｍ³/ｍｉｎ。在工作面老頂來壓后,工作面間的煤柱被破壞,煤柱裂隙發育,加之在41120回風巷向41118采空區施工的鉆孔發揮作用,41120采空區瓦斯涌向41118采空區,從41118回風巷密閉內瓦斯抽放濃度上升至34%,抽放量上升到8ｍ³/ｍｉｎ,有效實現了41120工作面采空區瓦斯的轉移抽放,轉移抽放量為3ｍ³/ｍｉｎ左右。

????通過采取以上瓦斯抽放技術,41120工作面瓦斯抽放量達38ｍ³/ｍｉｎ,瓦斯抽放率達83.5%,風排瓦斯僅5.5ｍ³/ｍｉｎ,工作面回風流瓦斯在0.5%左右。

????4　結　論

????從構建合理的通風系統并配備合理的風量稀釋瓦斯濃度和在三維空間上構建立體瓦斯抽放系統2方面制定了綜合瓦斯治理方案,在411120工作面回采過程中取得了很好的效果,實現了綜采工作面回風流瓦斯<0.8%進行管理,為礦井的安全、高效生產創造了條件。

????(1)根據瓦斯來源,采取分源治理是瓦斯綜合治理的根本途徑。

????(2)分析瓦斯的賦存情況及含量,有針對性地采取措施,集中抽放力量,加大抽放力度,控制瓦斯向工作面及回風流涌入。

????(3)在鄰近煤層瓦斯含量大,且未開采保護層的情況下,充分利用高位巷和高位鉆場瓦斯抽放的規律和特點,選擇合理的抽放層位,加大鄰近層瓦斯的抽放力度,減少鄰近層瓦斯向工作面涌入,是治理鄰近層瓦斯的有效辦法。

????(4)采空區埋管抽放是治理采空區積存瓦斯最直接的辦法,邁步安裝“Ｔ”型網管,施工隔離墻將瓦斯密閉在采空區內,根據邁步安裝的“Ｔ”型網管與隔離墻的距離,控制“Ｔ”網管的抽放量治理采空區和回風隅角瓦斯可達到理想的效果。

????(5)充分利用鄰近采空區的開采情況及開采壓力形成的煤柱裂隙,適當布置回采工作面與鄰近采空區的鉆孔,增加其間瓦斯流動的通道,加大鄰近采空區的抽放,將生產工作面采空區的瓦斯轉移到鄰近采空區抽放,不但避免了鄰近采空區向生產工作面涌入,而且減少了本工作面采空區的涌出量,降低了工作面采空區瓦斯治理的難度。但必須控制抽放濃度,并定期對鄰近采空區抽放管內的氣樣進行分析,以免發生采空區發火。

????(6)應注意的幾個問題。①由于綜采工作面抽放率太高,必須采取有力措施確保抽放系統的正常運行,嚴防發生抽放系統停運。一旦發生停運,必須嚴格按規定執行撤人、停電、設崗制度。②綜采工作面的風量配備不能低于1000ｍ³/ｍｉｎ,最好能達到在抽放系統停運后,回風流瓦斯濃度不超過1.5%的風量要求,確保安全生產。③采空區埋管高位“Ｔ”型網管的間距不得超過30ｍ,最佳距離在采空區周期來壓的步距左右。④走向近水平鉆孔及走向傾斜鉆孔在走向方向上必須設計覆蓋一定的距離,確保鉆孔抽放的延續,避免在走向方向上存在無鉆孔抽放的間隔帶。