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 11m3/t,瓦斯压力
P=0.62MPa, 煤层 透气 性系 数 λ=0.005  4  m/(MPa·d), 衰 减系 数 d=0.55  d-1, 瓦斯 放散 初速 度
△P=10.0~15.2,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 4.2m3/min,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、巷道两侧卸压带瓦斯。由于该区域瓦斯浓度高

,储量大,宜采用大流

量、高负压抽放系统。
    2.1 掘进面钻孔瓦斯抽放
    在掘进工作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。

    2.2 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。

    图 1 回风巷巷帮挂耳抽放钻孔布置  
    2.3 掘进面高压注水排挤瓦斯
    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

4~6 个 Φ42 mm、深 8~15m 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,注水时采用多孔同

注的注水方式

,当注水泵压力表显示值突降幅度超过 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,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。