浅孔瓦斯抽放技术在大采高突出危险综采面的应用

 摘要结合平煤集团十矿戊 9.10- 20210 高瓦斯突出危险工作面实例，在结合上下巷深孔瓦斯
抽放的同时，实行工作面浅孔瓦斯抽放。根据工作面大采高煤层特点，浅孔抽放采用钻孔深
度

24 m，孔径为 Ф89 mm，钻孔每循环保留不少于 20 m 的超前距，在系统负压的作用下，

浅孔抽放有效降低了综采面瓦斯突出危险，取得了良好的经济效益。

 

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 http://www.xzbu.com/7/view-40910.htm

　　

 关键词：大采高工作面；瓦斯突出；浅孔瓦斯抽放；抽放应用效果 

　　

 

　　高瓦斯突出矿井回采工作面瓦斯突出问题严重制约矿井安全生产。河南平顶山煤业集团
十矿是一座

3 Mt/a 的大型“双高”矿井，该矿主采戊组、己组煤层，且都属于突出煤层。1996

年被煤科总院重庆分院鉴定为煤与瓦斯突出矿井，当时的绝对涌出量为

44 m3/min。2006 年

瓦斯等级鉴定结果相对涌出量为

14.7 m3/t，绝对涌出量为 125.46 m3/min，涌出量平均每年

增加

6.8%。目前，矿井瓦斯涌出量很大且突出危险十分严重，十矿瓦斯灾害在平顶山矿区

表现最为严重。据统计，该矿瓦斯涌出量占集团公司涌出总量的

20%，自 1998 年首次突出

至今突出次数高达

64 次，占集团公司总突出次数的 34 %。随着矿井开采深度的增加，煤与

瓦斯突出频率加大，强度加强，已严重制约了矿井安全生产和高产高效建设。

 

　　为了解决这个问题，特在综采一队回采的戊

9.10- 20210 高瓦斯突出危险工作面进行了

浅孔抽放技术的应用研究。

 

　　

1 采面概况 

　　戊

9.10- 20210 采面位于十矿北翼戊组中区东翼五阶段，西靠本采区三条下山，东至采

区边界，南邻戊

9.10-20190 采空区，北部尚未开采。相对地面位置为马棚山，地面标高+360

～

+450m，工作面标高-506～-553m,埋深 866～1003m。如图 1 所示，工作面对应的上部的丁

组煤层未回采，下部己组煤层尚未回采。

 

　　工作面煤层外段为戊

9.10 煤层，厚度 3.8～4.3m 之间，里段上部为戊 9.10 合层，下部

为戊

10 煤层，戊 10 厚度 2.6～3.0m。工作面倾角 7°～10.7°。 

　　戊

9.10-20210 采面有效走向 885 m，切眼斜长 238.2 m，采高 3.2 m，储量 79.4 万吨 。

2010 年 12 月开始回采，预计 2011 年 10 月结束。该煤层为突出煤层且透气性系数极低，透
气性系数为

0.0019 mD（毫达西），瓦斯相对涌出量 11.37 m3/t，绝对涌出量 23.7 m3/min。

戊

9-10 煤层瓦斯压力最大 1.5 MPa，最小 0.83 MPa，煤层瓦斯含量 14.65 m3/t，处于预测突

出危险带，有较高的突出危险性。

 

　　

2 浅孔抽放机理分析 

　　图

2 采面沿推进方向煤体应力分布 

　　在采掘活动的影响下，沿工作面推进方向的支承压力分为三个区卸压区、应力集中区和
原岩应力区如图

2 所示。应力集中区最大应力比原岩应力大 1~2 倍，致使煤体发生塑性变形

破坏。应力集中区在煤壁前方

8~25 m，峰值在煤壁前方 8~12 m。在此范围内受塑性应力破坏

和超前动压影响，该区煤体结构破坏，产生扩容现象，使煤层透气性明显增加，大量瓦斯
吸附状态转化为游离状态，而且瓦斯由采面深部向煤壁方向涌出，进入采面，导致上隅角
瓦斯积聚。

 

　　浅孔抽放在抽放系统负压的作用下，钻孔附近煤层瓦斯流动方向发生变化，形成了径
向流动。随着时间的延长，抽放半径增大，当抽放半径作用到煤层顶板和相邻抽放孔之间的
区域时，采面附近煤层完全处于抽放负压作用下，隔断控制了浅部煤体瓦斯，从而由抽放
钻孔排放，减少了采面生产的危险性。浅孔抽放条件下煤体瓦斯的运动特征如图

3 所示。 

　　图

3 浅孔抽放条件下煤体瓦斯的运动