装配式建筑工程知识分享：放顶煤开采工作面初采期间瓦斯治理

1 2118工作面

1.1 概况 2118工作面位于三水平北翼30采区，走向长980m，倾斜长150m，最里端50m，倾斜长100m，平均采高8m，煤炭储量159.53万t，开采方式为综采放顶煤，年生产能力60万t，吨煤瓦斯含量16.23m3/t，瓦斯储量2.589万m3。该工作面基本顶为细砂岩，灰褐色、钙质胶结，垂直节理发育，厚度为3.04m。直接顶为砂质泥岩，灰黑色，含次生黄铁矿，裂隙充填方解石脉，厚度为4.85m。伪顶为泥岩，黑色，块状，局部发育，厚约0.1m。直接底为砂质泥岩，黑色，含植物根部化石，厚0.7m。

1.2 瓦斯综合抽放 2118工作面投产时，瓦斯涌出量达到13.43m3/min，由于工作面本身瓦斯较大，虽然已进行了本煤层预抽，配风量也达到2000m3/min，风排瓦斯量平均18m3/min，但生产时瓦斯浓度仍处于临界状态并时有超限，影响了安全生产。为此，增加了工作面回风巷走向卸压孔抽放、采空区埋管抽放、工作面浅孔抽放等多种瓦斯抽放方式。采取的具体措施如下：①运输巷切眼附近钻孔预抽。切眼下端向外50m范围内运输巷共施工49个钻孔，计2940m，抽放纯量0.56m3/min。②采空区埋管抽放。在工作面回风巷紧贴上帮接一趟100mm管埋入工作面采空区进行抽放，抽放负压6KPa、瓦斯浓度32%、抽放纯量2.02m3/min。③回风巷走向卸压孔抽放。在底板回风巷向工作面顶板打钻，共5个钻孔，孔深分别为47，44，38，26，35m。终孔进入煤层顶板3m，沿倾斜距回风巷上帮分别为15，17，19，21，23m。抽放纯量0.9m3/min。④工作面浅孔抽放。浅孔瓦斯抽放孔间距2.5m，孔深8m，与水平方向夹角为30°。在回采过程中，采用一班抽放，二班生产，抽放负压1.9KPa、瓦斯浓度35%、抽放纯量0.26m3/min。⑤高位钻孔瓦斯抽放。在工作面中切眼布置一个裂隙钻场，钻场内共布置3个钻孔，向始切眼方向，孔深分别为193，187，181m。终孔位置距煤层顶板距离分别为20，25，30m。抽放负压16.8kPa、瓦斯浓度25%、抽放纯量1.49m3/min。

1.3 抽放效果 2118工作面采取了综合抽放后，瓦斯抽出量5.23m3/min，风排瓦斯量11m3/min，瓦斯抽放率为32.21%。采取综合抽放后，配风量1505m3/min，工作面产量达到1120t/d，回风瓦斯浓度0.73%，综合治理效果明显。

2 2106工作面

2.1 概况 2106工作面位于二水平南翼31采区3104工作面下部，走向长105m，倾斜长100m，煤炭储量12.25万t。开采方式为炮采放顶煤，生产能力36万t/a，平均瓦斯相对涌出量8.52m3/t。受南大巷向斜构造及F19断层组、F3002断层影响，工作面内断层较多。工作面位于向斜轴南段，走向N130～140°。煤层产状变化大，从整个工作面来看，倾角在14～16°，平均煤厚8m。该面基本顶为细砂岩，灰褐色、钙质胶结，垂直节理发育，厚度为6.20m。直接顶为砂质泥岩，灰黑色，含次生黄铁矿，裂隙充填方解石脉，厚度为5.35m。伪顶为泥岩，黑色，块状，局部发育，厚约0.1m。直接底为砂质泥岩，黑色，含植物根部化石，厚1.5m。

2.2 瓦斯综合抽放 2106工作面投产以后，由于没有预抽，加之初采阶段所施工的高位钻孔还不能发挥作用，即使风量配到了1100m3/min以上，工作面瓦斯依然在临界状态，并且时有超限，严重影响了工作面的安全生产。为此，采取以下几种瓦斯综合抽放措施。①本煤层瓦斯抽放。在回风巷距工作面30m的位置施工5个走向煤孔，钻孔长度分别为40，22 4，40 2，40，38m。终孔位置落在煤层顶板处。②冒落带钻孔抽放。在31采区专用回风巷向3106工作面采空区施工6个钻孔，孔深分别为80，74.2，68.8，70.4，75，56.2m。终孔位置距煤层顶板距离分别为5，5，10，10，15，15m。③高位钻孔瓦斯抽放。在工作面外切眼布置一个裂隙钻场，钻场内共布置4个钻孔，向始切眼方向，孔深分别为126，133，118，135m。终孔位置距煤层顶板距离分别为20，25，30，35m。

钻孔施工完毕后，分别进行带抽，回风巷走向煤孔抽放负压18.7KPa、瓦斯浓度21%、抽放瓦斯纯量0.27m3/min;采空区瓦斯抽放负压7.5KPa、瓦斯浓度7%、抽放瓦斯纯量0.66m3/min;顶板裂隙钻孔抽放负压20kPa、瓦斯浓度36%、抽放瓦斯纯量3.54m3/min。

2.3 抽放效果 3种方式合计抽放量为4.47m3/min，工作面瓦斯涌出量明显减少，回风流瓦斯浓度由原来的接近临界状态下降到0.62%，配风量也由原来的1100m3/min下降到751m3/min，2106工作面产量保持在1000t/d左右。瓦斯综合治理效果显著。

3 3105工作面

3.1 概况 3105工作面位于21采区，走向长壁后退式开采，走向1680m，斜长140m，伪顶不发育，直接顶为泥岩、砂质泥岩，厚4.25m，老顶为中细粒砂岩，平均厚度4.07m，顶板岩层起伏变化较大。所采煤层媒质松软，呈粉末状，煤层厚度变化较大，在3～26m之间，平均10.7m，煤层倾角平均10°。根据21051上、下付巷掘进时的瓦斯涌出情况，采面高瓦斯段在回采时绝对瓦斯涌出量最高预计可达21.97m3/min。在实际回采过程中揭露出采面中段煤层厚达30m以上，瓦斯绝对涌出量达40m3/min，整个回采过程中瓦斯绝对涌出量一直保持在15m3/min以上。

3.2 瓦斯综合抽放 “高抽巷”的布置综采放顶煤工作面进回风巷都沿底布置，“高抽巷”则必须在距回风巷水平距离15～20m处沿顶板平行于回风巷布置，距回风巷太近，容易造成巷道漏气观象，距回风巷太远，抽放巷端头不在采空区瓦斯富集区，抽放效果均不好。“高抽巷”采用24×24m圆木对棚和塑料编织网支护，棚距不大于0.6m，巷道高度不低于2.0m，断面4.8m2。“高抽巷”内不得有任何杂物和导电体。抽放巷口必须进行密闭，保证不漏气。抽放管口距离密闭里墙面不得小于0.5m，高度应大于巷道高度的2/3。抽放管口应设有杂物不能进入的过滤设施，如果“高抽巷”内淋水较大，要在密闭底部安设排水管。

根据3105综放面需要抽放的瓦斯量、管路阻力、预计的抽放瓦斯浓度和井下现场实际条件，经设计，决定采用两台SK-60型水环式真空泵一用一备进行抽放，正常运行时最大抽放流量60m3/ min。抽放主干管为10英寸无缝钢管(固定于大巷)与抗静电阻燃玻璃钢管用于工作面回风巷。抽放瓦斯直接排到总回风巷。抽放监控系统安装了LGM-250型均速管抽放流量监控系统一套，对31051综采工作面抽放参数如流量、瓦斯浓度、温度、负压、差压等进行了不间断微机自动监测。水垢处理使用ZH-G型水处理设备，该设备集防腐、防垢、净化、过滤于一体，结构完善，采用水力驱动完成处理过程，能有效阻止水垢生成。

高抽巷抽放瓦斯效果的分析通过抽放数据分析，抽放效果十分明显，工作面配风在900～1200m3/ min情况下，回风流瓦斯浓度稳定在0.2%～0.6%，上隅角瓦斯浓度在0.4%～0.7%之间，抽放瓦斯浓度30%～80%，瓦斯抽放量在12～28m3/min，最大达32m3/ min，平均16m3/min，抽放率达到50%以上，有效保证了工作面稳产高产。

装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法，其很多优点都是传统建筑无法比拟的。因此，在现代建筑业快速发展的时代，我们应该转变观念和思路，投入更多的人力、物力来研究和发展装配式建筑，使其成为现代建筑业发展的主流方向，为现代人们提供更多更好的舒适安全、绿色环保的居住空间，促进现代建筑业的发展。以上内容就是“装配式建筑工程知识分享：放顶煤开采工作面初采期间瓦斯治理”，更多精彩内容可继续关注环球网校!点击下方免费下载，可领取装配式精华考点/课程讲义。