高瓦斯及瓦斯突出矿井巷道布置与施工

第３卷第３期　华北科技学院学报　２００６年９月　高瓦斯及瓦斯突出矿井巷道布置与施工①　卢风顺　，王殿录　，周金城２，赵章２　（１．峰峰集团有限公司大淑村矿；２．峰峰集团有限公司生产部河北邯郸０５６２０１）　摘要：通过分析大淑村矿高瓦斯煤层一４　野青煤层和瓦斯突出煤层一２　大煤层巷道布置和施工，总结出　套适合高瓦斯及瓦斯突出煤层的采掘施工方法，可为相似矿井施工提供参考。　关键词：高瓦斯矿井；瓦斯抽放；巷道布置　中图分类号：ＴＤ２６３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—７１６９（２００６）０３—０００５—０４　瓦斯事故是煤矿的重要灾害之一，造成的损　粉砂页岩，老顶为５．０　ｍ的细砂岩，直接底为灰色　失大、后果严重，高瓦斯及瓦斯突出矿井发生瓦　粉砂岩。２１０１工作面是该矿首采大煤工作面，需　斯事故机率更高造成煤矿的灭顶之灾，瓦斯事故　要边掘进边进行瓦斯抽放，才能维持掘进工作　已严重威胁煤矿安全。总结国内外高、突瓦斯矿　进行。　井成功经验，分析存在问题，结合大淑村矿实际　４＃煤层厚度０．８～１．２　ｍ，直接顶为２．０～　情况，通过分析该矿高瓦斯及瓦斯突出煤层巷道　３．０　ｍ厚石灰岩，老顶为页岩，直接底为砂岩。　布置和施工，本文总结出一套适合高瓦斯及瓦斯　２＃煤层与４＃煤层间距３６－－３８　ｍ。　突出煤层的采掘施工方法，为相似矿井施工提供　２．２　２＃煤层与４＃煤层巷道布置　经验。　为解决２＃煤层瓦斯突出问题，选择了４＃煤　１矿井概况　层作为其层，开采顺序：首先开采４＃煤层作　大淑村矿位于峰峰矿区北部，设计生产能力　为层，释放２＃煤层瓦斯，在范围内开采　９０万ｔ／ａ，主采煤层为２＃大煤和４＃野青煤，是一　对应区段的２＃煤层。　座高瓦斯及瓦斯突出矿井，其中２＃煤层是瓦斯突　４＃煤层和２＃煤层工作面均为走向长壁布　出煤层，４＃煤层是高瓦斯煤层。矿井瓦斯绝对涌　置。４＃煤层在工作面巷道布置时均采用一进两　出量为５５　ＩＴ１　／ｍｉｎ（包括管道抽放瓦斯量　回通风方式（见图１），其中一条为进风巷并兼做　１７　ｍ３／ｍｉｎ），相对瓦斯涌出量２９　ｍ３／ｔ。矿井开　胶带运输巷，另外两条巷道为轨道运料巷和专用　拓方式为立井单水平上下山开拓；通风方式为中　回风尾巷，尾巷与运料巷之间留有１０～１５　ｍ煤　央边界式；建有地面瓦斯抽放系统。梅层埋藏深　柱，轨道运料巷和尾巷之间每隔４５　ｍ做一个联络　度为５５０　ｍ～１０００　ｍ，地质构造复杂。回采工艺　巷。２＃煤层工作面为内错保护层工作面布置（见　为高档普采和轻型放顶煤综合机械化开采，掘进　图２）。　工艺为炮掘和综掘，每个采区都布置三条岩石上　下山，其中一条做为专用回风道，另外两条为皮带　运输巷和轨道运输巷。　２高瓦斯及瓦斯突出煤层巷道布置与瓦　斯治理　专用回风尾巷　２．１　２＃煤层与４＃煤层赋存条件　２＃煤层厚５．５～６．０　ｍ，直接顶为４．０　１ＴＩ厚　图１　４１０６工作面布置图　①收稿日期：２００６—０６—２８　②作者简介：卢风顺（１９６２一　），男，河北保定人，峰峰集团有限公司大淑村矿工程师。　５　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３卷第３期　华北科技学院学报　２００６年９月　图２　２１０１工作面设计　２．３　４＃煤层与２＃煤层瓦斯治理措施　做一个瓦斯抽放钻场，每个钻场布置４～５个　２．３．１　穿层抽放瓦斯，解决回采过程中瓦斯超限　＝７５　ｍｍ抽放钻孔，抽放钻孔均穿透２＃煤层　和突出　（见图３），利用管道对２＃煤层进行瓦斯抽放，达　４＃煤层运料巷和尾巷之间每隔４５　ｍ做一　到防治瓦斯突出，减少回采过程中瓦斯涌出量的　个联络巷，在每两个联络巷之间的尾巷内，分别　作用。　Ａ—Ａ剖面　切　眼　图３　４　煤层瓦斯抽放钻场布置图　２．３．２高位钻孔抽放，解决回采过程中上隅角瓦　隅角瓦斯超限问题。　斯超限　２．３．３本煤层瓦斯抽放，解决掘进过程中瓦斯超　４＃煤层开采后，２＃煤层工作面在其受保护范　限　围内布置，但回采过程中，仍然存在上隅角瓦斯超　由于４＃煤层地质构造复杂，局部断层构造带　限问题，为此，在２＃煤层工作面运料巷每间隔　难以开采，时常出现未开采保护层区域。针对这　１００　１ＴＩ左右布置一组瓦斯抽放钻场，钻场布置在　些区域，在巷道施工过程中，采用了边掘进边抽放　２＃煤层顶板内７～８　ｍ位置，每组钻场布置４～５　瓦斯的治理措施，即在巷道两帮煤层内每间隔　个　＝２００　ｉ＂ＹＩＩ＂Ｈ的高位抽放钻孔，钻孔向上倾斜６。　３０　ｍ布置一组煤层抽放钻孔，孔深３０～４０　ｍ，对　１０。（见图４）。工作面开采时，利用高位钻孔对　本煤层瓦斯进行抽放，解决掘进过程中瓦斯超限　工作面采空区的瓦斯进行抽放，解决回采期间上　问题。　６　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３期　卢风顺等：高瓦斯及瓦斯突出矿井巷道布置与施工　２．３．４掘进工作面超前打钻，解决掘进机截煤和　放炮后瓦斯超限　中利用早班，２＃煤层掘进利用早班和晚班打瓦斯　释放钻孔进行生产准备，另两班生产。瓦斯释放　由于该矿煤层中瓦斯含量高，具有吸附性强、　透气性差的特点，掘进机截煤期间和放炮后出现　瓦斯超限，造成安全隐患。为此，在４＃煤层掘进　钻孑Ｌ　７５　ｎ－ｉｆｎ，深度１０　ＩＹＩ，每次打１５个，解决掘进　机截煤和放炮后瓦斯超限。　图４　２１０１工作面钻场布置图　３掘进施工　３．１　４＃煤层掘进施工　用钻孑Ｌ来释放４＃煤层回采造成的瓦斯和应力集　中带，一次打钻孑Ｌ　３０个，直到通过切断线４０　ＩＹＩ以　后，避免了掘进冒顶事故和瓦斯突然涌出。　４＃煤层掘进采用炮掘施工工艺，作业方式为　“三八”，即早班打￣７５ｍｍ瓦斯释放钻孔，中、夜　班掘进。　４结论　１）在４＃煤层（层）工作面开采过程中　进行瓦斯抽放，一方面解决了４＃煤层开采过程　中风流中瓦斯浓度超限，另一方面解决了２＃　煤层瓦斯突出问题。消除了开采过程中的安全　由于４＃煤层为薄煤层，且煤层顶板石灰岩　硬度和强度大，故巷道沿煤层顶板、破底布置。　施工时采用气腿式凿岩机和风动钻机钻眼，爆破　掘进，采用ＳＧＷ一４０Ｔ刮板运输机和皮带运输机　运输。　通风方法为压入式通风，每个掘进工作面配　隐患。　２）４＃煤层（层）工作面瓦斯抽放巷的布　置，提供了抽放钻场的位置，避免了抽放与正常生　产的相互影响，同时作为工作面瓦斯尾巷使用，解　决了工作面采空区瓦斯涌出问题。　备“双风机、双电源”和ＱＢＩ一８０／６６０自动风机切　换开关，胶质风筒供风。供风距离超过５００　ＩＹＩ时，　采用两台风机同时供风并配有两台备用风机，杜　绝了掘进头停风造成瓦斯积聚现象。　３．２　２＃煤层掘进施工　３）２＃煤层工作面布置在层保护范围内，　提高了掘进及开采时的安全性。　４）在２＃煤层未开采层段布置高位抽放　钻孑Ｌ，解决了２＃煤层工作面及上隅角瓦斯积聚问　题，消除了工作面的安全隐患。　２＃煤层掘进，采用综合机械化施工工艺，采　用皮带机和刮板运输机运输。作业方式为“四八”　交叉作业，两班生产两班准备，即早班和晚班生产　５）每个掘进工作面配备双风机、双电源，实　现“三专两闭锁”，杜绝了掘进工作面停风现象。　６）在掘进通过保护层工作面切断线时，利用　准备、打瓦斯释放钻孑Ｌ，另两班生产。　通风方法为压入式通风，每个掘进工作面　配备２台局部通风机，采用“双风机、双电源”　通风。　钻孑Ｌ释放瓦斯、释放应力集中带，是避免掘进冒顶　和瓦斯涌出事故的有效途径。　７）在煤层中高瓦斯区域实行“边抽边掘”有　掘进期间严格执行“四位一体”防突措施。凡　是过４＃煤层切断线，均提前４０　ｍ打超前钻孑Ｌ，利　利于高瓦斯及瓦斯突出矿井的瓦斯管理。　７　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３卷第３期　华北科技学院学报　２００６年９月　经过大淑村矿采、掘２１０１、２１０２、４１０１，、４１０６　等多个工作面生产实践证明，在高瓦斯煤层布置　置，研究在瓦斯透气性差、吸附性强、瓦斯含量高　的条件下，如何利用钻孔抽放瓦斯成功替代瓦斯　抽放钻场、抽放钻孔和采取边抽边掘措施，加大瓦　专用排放尾巷，以此提高煤炭回收率和降低巷道　斯的抽放量，减少通风排放瓦斯量，是杜绝瓦斯超　掘进率。　限的有效途径。经过几年来的探索和实践，在生　参考文献：　产技术管理方面取得了较好经验，２＃煤层掘进工　［１］　鲜学福，王宏图，姜德义，刘保县．我国煤矿矿　作面的瓦斯涌出量由治理前的５～ｌ５　ｍ３／ｍｉｎ（生　井防灭火技术研究综述［Ｊ］．中国工程科学，　产十分困难），降低到了治理后的３．０　ｍ３／ａｒｉｎ；２＃　２００１，（１２）　煤层回采工作面瓦斯由治理前７～ｌ８　ｍ３／ｒａｉｎ，降　［２］　林伯泉，林晓宏．瓦斯爆炸过程中火焰厚度测　定及其温度场数值模拟分析［Ｊ］．实验力学，　低到了治理后的４．５　ｍ３／ｍｉｎ；实现了连续多年的　２００２，（２）　安全生产，保证了采掘衔接，对其它高瓦斯及煤与　［３］　陈炎光，陆士良．中国煤矿巷道围岩控制［Ｍ］．　瓦斯突出矿井具有很好的借鉴价值。今后，还需　徐州：中国矿业大学出版社，１９９４　进一步探索研究优化开采层工作面巷道布　Ｔｈｅ　Ｌａｎｅ　Ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｇａｓ　ｎａｄ　Ｇａｓ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ　Ｍｉｎｅｓ　ＬＵＦｅ　ｇ－ｓｈｕｎｌＷＡＮＧＤｉａｎ—ｌｕ　，ＺＨＯＵＪｉｎ—ｃｈｅｎｇ　，ＺＨＡＯ　Ｚｈａｎｇ　（１．Ｄａｓｈｕ　Ｃｕｎ　Ｍｉｎｅ，Ｆｅｎｇｆｅｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｌｔｄ．Ｃｏｍｐａｎｙ；　２．Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆｅｎｇｆｅｎｇ　Ｇｒｏｕｐ　Ｌｔｄ．Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈａｎｄａｎ　Ｈｅｂｅｉ　０５６２０１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅ　ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｇａｓ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ　ｍｉｎｅｓ　ａｆｔｅｒ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｌｎａｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ　ｎａｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｃｏａｌ　ｌａｙｅｒ　ｏｆ　Ｄａｓｈｕ　Ｃｕｎ　ｎ１ｉｎ　—一４＃Ｙｅｑｉｎｇ　ｃｏａｌ　ｌａｙｅｒ　ｎａｄ　ｔｈｅ　ｇａｓ　ｐｒｏｊ￣ｔｉｎｇ　ｍｉｎ　—一２　＃ｌａｒｇｅ　ｃｏａｌ　ｌａｙｅｒ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍｉｎｅｓ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｈｉ曲ｄｅｎｓｉｔｙ　ｇａｓ　ｉｍｎｅ；ｌｎａｅ　ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ；ｄｒａｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｌｅａｓｉｎｇ　ｇａｓ；　８