大水头煤矿利用高位抽放钻孔治理高瓦斯易自燃煤层综放工作面上隅角瓦斯实践

　
摘要：在高瓦斯易燃煤层条件下，综采放顶煤工作面上隅角瓦斯防治是非常关键的一环，
大水头煤矿针对本矿瓦斯地质和生产条件变化情况，对高位孔抽采技术进行了试验应用，
确定了适合于综放工作面的瓦斯抽采方法，对矿井瓦斯标本兼治和矿井安全和谐发展，具
有重要的现实意义。

 

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　　关键词：高位孔；上隅角；瓦斯防治

 

　　

1 矿井概况 

　　大水头煤矿为甘肃靖远煤电有限公司所属的年产

2.00Mt 的大型矿井，2012 年实际产量

为

2.05Mt,  2012 年 矿 井 瓦 斯 等 级 鉴 定 相 对 瓦 斯 涌 出 量 为 10.81m3/t ， 绝 对 瓦 斯 涌 出 量

45.03m3/min，为高瓦斯矿井。可采煤层（一层煤）瓦斯含量为 8～10m3/t，呈现东高西低的
特征，瓦斯压力

0.35～1.48MPa，煤层透气性系数 1.11～4.66m2/MPa2d。煤层具有自然发火

特征，发火期

3～6 个月,最短发火期 21 天，为

Ⅰ级自然发火危险程度矿井。煤尘具有爆炸性，

爆炸指数

33.32%。 

　　

2 矿井瓦斯抽采情况 

　　地面设有瓦斯抽放泵站

,有四台 SKA-420 泵,两台运转,两台备用。抽放主管路为￠400㎜、

采区支管路为￠

245㎜、工作面管路为￠200㎜。根据我矿瓦斯抽放的实际情况，工作面抽放

瓦斯，本煤层抽放浓度可达到

15-40%，且衰减较慢，具有足够的预抽时间，故适合本煤层

预抽。在工作面开始掘进时，在运输顺槽每隔

30m 施工一个钻场，每个钻场施工 16 个钻孔，

回风顺槽两帮每隔

20m 施工一个钻场，每个钻场施工 16 个钻孔，对本工作面和临界工作

面进行预抽，实施边掘边抽和回采时边采边抽措施。矿井瓦斯抽放量

20-23m3/min。工作面

抽采率为

48.6%、矿井抽采率为 42.8%。 

　　工作面瓦斯防治过程中，虽然采取了对临界工作面预抽、边掘边抽和边采边抽等抽放措
施，但在回采过程中，上隅角附近放煤拉架时，瓦斯浓度还是发生超限现象，最高达
2.2%，是安全生产中的重大隐患，必须采取措施，从源头进行治理。 
　　

3 东 111 工作面概况及上隅角瓦斯防治对策 

　　

3.1 概况 

　　

 东 111 工作面在东一采区沿倾斜北部布置，工作面标高 1069－1130m。开采煤层为一层

煤，工业储量

152 万吨，瓦斯含量 8-10m3/t，瓦斯储量 1976 万 m3。 

　　

3.2 防治对策 

　　

3.2.1 高位钻孔抽放：111 工作面高位抽放钻孔比较经济，不需额外施工巷道，可利用

回风顺槽原有钻场或巷道内直接施工钻孔。

 

　　

1．高位钻孔合理层位选择 

　　高位钻孔合理层位选择在此处主要指抽放效果较好的钻孔层位高度。

 

　　从理论上讲

,布置高位钻孔的空间应为瓦斯来源较广、瓦斯释放较活跃的区域，当工作

面向前推进时，工作面后方的采空区沿垂直方向形成三带分布，随着每一次岩层应力的重
新分布，在开采层上部一定空间范围内就会形成一个网状分布的岩石裂隙带，即煤层中瓦
斯充分的释放区域，这个区域空间的瓦斯存在一定的瓦斯压力梯度，能够由高瓦斯区域流
向低瓦斯区域。

 

　　在顶板裂隙带瓦斯释放活跃区域的范围受多种因素的影响，如顶板岩性、地质构造、采
高、工作面活动范围、工作面布置方式、工作面的通风方式等。

 

　　（

1）高位钻孔抽放带的下限 

　　高位钻孔抽放带的理论下限一般要高于回采冒落带高度。若高位钻孔施工层位低于冒落