CN101182783A - 综放面利用伪倾斜后高抽巷治理初采期瓦斯的方法 - Google Patents

Abstract

一种综放面利用伪倾斜后高抽巷治理初期瓦斯的方法解决了综放面初采期瓦斯的问题，其特点是在工作面上隅角回风巷处起坡，沿工作面切巷落山帮以里的回风巷开口，沿一定角度上坡，掘进一条小断面伪倾斜巷与走向高抽巷尾部连通，使工作面上覆近距离邻近层瓦斯在高抽巷的抽放负压作用下排出，其关键是要布置在顶板初始冒落的边缘带上，使随顶板的冒落自下而上逐段报废，使抽放负压作用随之上移，瓦斯浓度逐渐升高，直至顶板冒裂高度与高抽巷连通，与矿井瓦斯抽放系统相连，通过设置这条巷道，以高负压的状态抽放其上邻煤层和本煤层涌出的瓦斯，本发明具有安全可靠，成本低，施工方便，效果好的优点，特别适应于煤矿瓦斯治理。

Description

综放面利用伪倾斜后高抽巷治理初采期瓦斯的方法

技术领域

本发明属于煤矿瓦斯治理技术领域，具体涉及一种综放面利用伪倾斜后高抽巷治理初采期瓦斯的方法。

背景技术

就发明人所知，综采放顶煤是一种高产高效的采煤方法，由于综放面开采强度大，上覆岩层活动剧烈，卸压范围瓦斯大量涌向采煤工作面，使综放面瓦斯涌出量成倍增加，工作面瓦斯严重超限，因此工作面初采期间瓦斯涌出的治理出现了困难，主要是初采期间顶板岩石冒落及裂隙影响范围小，顶板走向高抽巷处于卸压范围以上，初采期间内的近距离邻近层由于老顶初次垮落不稳定涌出的瓦斯全部涌入工作面，造成工作面瓦斯超限，工作面通风又不能无限制增加，也难于利用通风解决瓦斯问题。

发明内容

本发明目的就是为克服以上不足，提供的一种在现有瓦斯抽放技术的基础上，采用一种断面小、抽放效果好的综放面利用伪倾斜后高抽巷治理初采期瓦斯的方法。

本发明的综放面利用伪倾斜后高抽巷治理初采期瓦斯的方法，是一种强化抽放瓦斯的方法是在煤层(6)设置一条回风巷(4)与内错巷(3)，其特征在于采用一条1.5×1.5的小断面伪倾斜高抽巷(2)，在工作面上隅角回风巷内8～10m处起坡，沿工作面切巷(5)落山帮以里的回风巷开口，沿与回风顺槽18°夹角方位，以44°上坡掘进与走向高抽巷尾部连通，使工作面上覆近距离邻近层瓦斯在高抽巷(1)的抽放负压作用下即时排出。其关键是，要布置在顶板初始冒落的边缘带上，使之随顶板的冒落自下而上逐段报废，使抽放负压作用点随之上移，瓦斯抽放浓度逐渐升高，直至顶板冒裂高度与高抽巷连通。

综放面初采期是指从工作面开始回采老顶初次垮落过程瓦斯不稳定涌出一定距离范围的推进时间。一般把工作面从切巷开始推进到40m左右这一段时间称为初采期。综放工作面主要开采15号煤层，煤厚6.8m左右，煤及围岩透气性差，上覆煤系地层瓦斯含量高，15号煤开采过程中90％以上瓦斯来源于上邻近层。工作面为了有效处理邻近层瓦斯，在上部9号煤层开掘走向高抽巷，距15号煤顶板60m左右，在正常开采时，高抽巷通过采动裂隙能够很好的抽出邻近层瓦斯，但在初采范围内，由于仅直接顶垮落，老顶未垮落，裂隙不能通达高抽巷，上邻近层瓦斯大量涌向采场空间，对初采期的安全生产构成极大威胁，造成工作面推进速度缓慢，风量成倍增加，工作面最初推进10m以前，直接顶未垮落，瓦斯主要来自割落煤，再向前推进直接顶开始离层垮落，14号煤瓦斯逐渐涌出，围岩影响范围扩大，K2灰岩瓦斯大量涌向工作面。由于初采期间采空区自由空间大，支架后面漏风带比正常回采时宽度大的多，大量漏风携带采空区瓦斯向回风侧落山角处流动。最后1-2架支架及回风巷垮落顶部成为高浓度瓦斯涌出条带，常造成瓦斯超限停产。最大累计影响生产时间4980分钟(8108工作面)。对初采期安全生产构成极大的威胁。

附图说明

附图为综放面利用伪倾斜后高抽巷治理初采期瓦斯的方法结构图

图中：1高抽巷  2伪倾斜后高抽巷  3内错巷  4回风巷  5切巷  6煤层

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，如本发明在阳泉矿区主要的含煤地层为石炭系太原组及二迭系山西组，矿区总面积1105Km2，地质储量107.3亿吨，煤系地层总厚度180m，煤层总厚度13～15m，距地表深度150～500m，煤层倾角一般为5～10度，矿区共含煤16层(由上往下顺序编号)，均为变质程度较高的无烟煤。厚煤层的平均厚度6.5m，赋存稳定，煤层结构复杂，共有三层夹石。厚煤层较坚硬(f＝2～3)，煤层内含硫量一般在1.37％～2.3％之间。其直接顶为黑色砂质页岩，厚0～6.5m；老顶为石灰岩，上部为泥岩、砂岩互层；其底板大部为灰黑色砂质页岩，厚7～12m之间，老底为灰白色细砂岩。综采放顶煤工作面就布置在15号煤层中。

在正常开采时，高抽巷通过采动裂隙能够很好的抽出邻近层瓦斯，但在初采范围内，由于仅直接顶垮落，老顶未垮落，裂隙不能通达高抽巷，上邻近层瓦斯大量涌向采场空间，对初采期的安全生产构成极大威胁，造成工作面推进速度缓慢，风量成倍增加，最大加到2417m3/min(五矿8109工作面)，工作面最初推进10m以前，直接顶未垮落，瓦斯主要来自割落煤，再向前推进直接顶开始离层垮落，14号煤瓦斯逐渐涌出，围岩影响范围扩大，K2灰岩瓦斯大量涌向工作面。由于初采期间采空区自由空间大，支架后面漏风带比正常回采时宽度大的多，大量漏风携带采空区瓦斯向回风侧落山角处流动。最后1～2架支架及回风巷垮落顶部成为高浓度瓦斯涌出条带，常造成瓦斯超限停产。最大累计影响生产时间4980分钟(8108工作面)。对初采期安全生产构成极大的威胁。

分析综放工作面顶板初期垮落阶段瓦斯超限的原因，主要是初采期间由于顶板岩石是逐渐冒落，卸压高度短时间内达不到高抽巷位置，高抽巷不起作用，开采层邻近层瓦斯全部涌入开采空间，造成工作面落山角和回风巷瓦斯严重超限，工作面推推停停，生产极不正常，按正常开采往往十几天就能开采的进度，需一个多月才能推过去，瓦斯的特殊涌出状况成为瓦斯治理的关键难题，为了解决瓦斯超限问题曾采取了加大风量的办法，但因开采空间的限制，通风量不能无限制的增加，因此，在综放面直接顶与老顶初次垮落过程初采期间的特殊情况下，采取有效的瓦斯治理技术是非常必要的。

综合分析综放面初采期的瓦斯涌出、顶板卸压与推进度的关系可以看出，综放面初采期瓦斯超限的根本原因为，当工作面推进到一定距离，随着顶板的冒落，使工作面上覆近距离邻近煤层14号、13号煤层及含瓦斯的K3灰岩卸压，使其瓦斯不同程度地涌出，而此时顶板冒落造成的卸压高度还达不到布置在10号煤层中的走向高抽巷，高抽巷暂时不起作用，因而使已卸压的近距离邻近层瓦斯大量涌向工作面，加上工作面采空区瓦斯的涌出，使工作面瓦斯涌出大量增加，并引起瓦斯超限。随着工作面的进一步推进。顶板卸压范围的不断扩大，使更多的邻近层卸压，邻近层瓦斯涌出更加增大，而此时顶板卸压已经影响到高抽巷，高抽巷已开始起作用，因此工作面瓦斯涌出总体上呈下降趋势。当高抽巷大量抽出邻近层瓦斯后，工作面瓦斯涌出进一步下降，并逐步正常。而高抽巷抽放瓦斯量开始会逐渐达到最大值，等工作面趋于正常后，抽放量略有降低并趋于平稳。

采用伪倾斜后高抽巷抽放工作面顶板初次垮落阶段近距离邻近层瓦斯，利用伪倾斜巷道与顶板走向高抽巷连通，使工作面上覆14号、13号煤层及K3灰岩的瓦斯，在没有涌入开采空间前直接通过顶板走向高抽巷抽放出来。

二矿由于8613综放面初采期间采用了伪倾斜后高抽巷瓦斯治理技术，其关键是要布置在顶板初始冒落的边缘带上，使之随顶板的冒落自下而上逐段报废，使抽放负压点随之上移，瓦斯抽放浓度逐渐升高，直至顶板裂隙高度与高抽巷连通，渡过初采期顶板初次垮落阶段瓦斯不稳定涌出的影响，与8510综放面(里)相比，瓦斯排放途径发生了根本区别。当两个工作面分别推进到16m~42m期间，上邻近层瓦斯开始大量涌出，8613内错尾巷的平均瓦斯排量为3.75m3/min，8510则高达26.33m3/min，为1∶7；而高抽巷的平均瓦斯排量为18.59∶1.46，即8613是8510的近13倍。因此，8613在初采期未发生1分钟的瓦斯超限事故，工作面初采瓦斯抽放率高，占初采期瓦斯86.25％~90.29％的上邻近层瓦斯被及时排放，消除了初采期瓦斯超限隐患，实现了安全、高效生产。取得了理想的治理效果。

三矿伪倾斜后高抽巷布置在工作面切巷后部，在回风巷外侧开口掘进，掘到一定距离后，折返按伪倾斜方向爬坡，与12号煤顶板高抽巷贯通，进入工作面主抽放系统，与地面抽放泵站抽放系统相连结，以实现抽放功能。

K8105综放工作面开采至距切巷13m之前，风排瓦斯量最高达8.27m3/min，当推进至24m往后时，由于顶板的剧烈活动，瓦斯涌出量突然增大，致使工作面连续停产7次，共停产192分钟，自此以后，K8105工作面在初采过程中，平均瓦斯抽放量为75.27m3/min，占整个工作面涌出量的94％，伪倾斜后高抽巷抽放的有效性数据表明，伪倾斜后高抽巷抽放时，瓦斯浓度为70％～90％，抽放纯瓦斯量76.8m3/min，抽放率高达94.2％。伪倾斜高抽巷抽放率一直保持在80％以上，这充分说明伪倾斜高抽巷在工作面生产过程中，有效地解决了工作面初采瓦斯，在治理瓦斯中超到决定性作用。

K8105伪倾斜后高抽巷治理综放面顶板初次垮落阶段瓦斯不稳定涌出技术，在三矿应用试验比较成功，基本解决了多年来一直困绕综放面初采瓦斯超限的难题，效果也十分明显，避免了因工作面瓦斯超限而一度停产或勉强生产，甚至超限作业而带来通风瓦斯隐患，确保矿井安全生产，为高产高效奠定基础。

Claims (1)

1.综放面利用伪倾斜后高抽巷治理初采期瓦斯的方法，是在煤层(6)设置一条回风巷(4)与内错巷(3)，其特征在于采用一条1.5×1.5的小断面伪倾斜高抽巷(2)，在工作面上隅角回风巷内8～10m处起坡，沿工作面切巷(5)落山帮以里的回风巷开口，沿与回风顺槽18℃夹角方位，以44℃上坡掘进与走向高抽巷尾部连通，使工作面上覆近距离邻近层瓦斯在高抽巷(1)的抽放负压作用下即时排出。其关键是，要布置在顶板初始冒落的边缘带上，使之随顶板的冒落自下而上逐段报废，使抽放负压作用点随之上移，瓦斯抽放浓度逐渐升高，直至顶板冒裂高度与高抽巷连通。

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