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对汝箕沟煤矿01022116工作面瓦斯综合治理技术研究

[摘要]瓦斯是影响和制约采煤工作面安全、快速回采的主要因

素，本文通过结合现场实际，对汝箕沟煤矿01022116工作面瓦斯

涌出量进行了预测，并提出了一套回采工作面瓦斯综合治理技术。

通过实践研究，有效地降低了回采工作面瓦斯浓度，确保了工作面

的安全回采。

[关键词]瓦斯综合治理涌出量预测抽采

一、工程概况

汝箕沟煤矿0102216区域走向长240m，倾斜宽252m，工作面北

邻上阶段32211工作面，东靠0102212工作面，西邻矿井原上三采

区32214工作面，南面为设计的下阶段0102215工作面。工作面设

计开采的是二2煤层，煤层产状：走向5°～105°，倾角0-9°，

平均4°，煤厚7.7-10.3m，平均8.5m。0102216区域分三个分层

开采，01022116综采面为0102216区域第一个分层工作面。工作面

走向长240m，倾斜长252m，采厚2.5m。二2煤层原始瓦斯压力为

0.48mpa，煤层原始瓦斯含量14.51m3/t，常压下不可解吸瓦斯含量

为3.02m3/t，煤层自燃倾向性属ⅲ类不易自燃，煤尘无爆炸性。

二、瓦斯涌出量预测

（一）抽采达标评价

根据0102216工作面抽采达标评价报告数据显示，该工作面实测

残余瓦斯含量最大为7.7m3/t，抽采率54.3%，满足《防突规定》

相关要求，区域防突措施有效，区域预抽效果达标，工作面经过采
前瓦斯抽采后，其残余可解吸瓦斯含量4.68m3/t，评价结果为采前

抽采达标。

（二）瓦斯涌出量预测

工作面回采期间，瓦斯主要来源包括以下几方面：（1）上覆采空

区瓦斯；（2）工作面本煤层瓦斯；（3）工作面下覆两个分层及邻近

层3#煤层、4#煤层瓦斯。

采用分源预测法对工作面瓦斯涌出量进行预测计算。经计算，工

作面开采期间绝对瓦斯涌出量为39.3m3/min，其中本煤层瓦斯涌出

量为16.7m3/min，邻近层瓦斯涌出量为22.6m3/min。因此，在

01022116工作面回采期间，根据回采期间的绝对瓦斯涌出量以及风

排能够解决的瓦斯量，01022116工作面回采期间需要抽采的瓦斯量

为27.3m3/min。

三、工作面回采期间综合瓦斯治理方案

根据工作面瓦斯涌出量预测以及我矿瓦斯治理装备的配备情况，

结合其他类似工作面的瓦斯治理经验，综合考虑，01022116工作面

回采期间采用如下综合治理方案：（1）保留底板穿层钻孔，拦截抽

采回采期间的卸压瓦斯；（2）顶板走向高位钻孔抽采瓦斯；（3）上

风巷联巷插管抽采上隅角瓦斯；（4）风排稀释瓦斯；（5）其他辅助

性瓦斯措施。本文主要对顶板走向高位钻孔抽采瓦斯方案进行论

述。

（一）01022116工作面风巷高位瓦斯抽采钻孔参数设计原则

（1）钻孔轴线在回风巷方向的投影长度x。合理的钻场间距和钻
孔长度的配合，应当能保证相邻两钻场的钻孔在空间上的重叠，并

且前钻场的高浓度终点恰好接续本钻场高浓度的起点，即钻孔空间

重叠和抽放接续。

（2）钻孔终孔点距煤层的垂直距离（高位钻孔高度）y，抽放高

度主要决定裂隙带的高度和裂隙带的可抽高度。

（3）钻孔终孔点在煤层面垂直投影点到回风巷的距离z。根据工

作面采空区瓦斯流动、分布规律、终孔点的合理间距，确定高位抽

放钻孔终孔点在煤层面垂直投影点到回风巷的距离。高位瓦斯抽放

钻孔参数如图1所示。

图1高位钻孔参数示意图

（二）01022116工作面风巷高位钻孔施工参数

在01022116工作面风巷布置顶板高位钻孔。在风巷下帮迎向工

作面推进方向施工顶板扇形钻孔，每个钻场施工5个钻孔，钻孔间

距10m，钻孔直径为113mm。钻孔终孔位置位于01022116工作面采

空区裂隙带内（冒落带设计为5倍采高），在01022116工作面回采

过程中，抽采采空区和邻近层的卸压瓦斯。设计第一个钻场距切眼

72m，以后每相邻两个钻场间距为36m，第一个钻场钻孔施工参数见

下表，以后各钻场参数和第一个钻场施工参数一致。通过抽采负压

作用，改变工作面后方采空区流场，以此达到解决工作面采空区瓦

斯涌出、上隅角瓦斯超限的问题，设计参数见表2。

表201022116综采工作面风巷高位钻孔设计参数表

钻孔号方位角（°′）倾角（°′）钻孔斜长（m）
1226°00′11°53′72.7

2219°00′10°30′74.9

3212°00′9°00′78.2

4205°00′7°39′82.6

5200°00′6°17′88.0

钻孔利用zdy-1900s钻机施工，钻孔直径113mm，钻孔封孔工艺

为机械封孔，封孔材料为赛