瓦斯对于井工煤矿安全生产威胁极大，治理难度大，一旦发生事故，就有可能是死伤的重特大事故，给矿工生命安全及矿井安全生产带来巨大威胁。国内井工煤矿历来高度重视瓦斯的治理工作，但是由于瓦斯无无味，涌出规律难循，治理难度较大[1-3]。本文即针对某矿15203工作面开采时面临的瓦斯治理难题，利用回采前瓦斯预抽及回采时抽放的综合治理方案，实现对瓦斯的有效治理。
1 工程概况及瓦斯危害分析
15203工作面主采15#煤层，煤层平均厚度4.4m，采用综合机械化采煤方法，采用U型通风方式，运输顺槽进风，回风顺槽回风。在工作面回采前，使用分源预测法对瓦斯涌出量进行预测，即以煤层瓦斯含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律，计算回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量。预测得出工作面的相对瓦斯涌出量达到7.5m3/t，绝对瓦斯涌出量达到10.5m3/min，超过煤矿安全规程第一百六十九条规定的：矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min的规定，为典型的高瓦斯矿井。
瓦斯危害分析：当CH4升至43%，O2降至12%，人感到呼吸困难；当CH4升至57%，O2降到9%以下，人短时间窒息死亡。当巷道或采场空气中的瓦斯浓度在5%～15%范围内时，一旦存在点火源，将会引起瓦斯爆炸事故。当煤层瓦斯压力较高、地质构造复杂、地应力较大、煤体破坏严重时，在该地区采掘作业时
易发生煤与瓦斯突出。当巷道内的瓦斯浓度低于5%或超过15%时，一旦存在点火源，会酿成瓦斯燃烧事故。CH4是仅次于氟利昂的温室气体，产生的温室效应是
CO2的25～30倍，时效长达100～150年之久。
2 工作面瓦斯综合治理技术应用
根据工作面瓦斯涌出情况及现有的瓦斯综合治理经验，设计在工作面回采前布置顺层钻孔对瓦斯进行预抽，先将瓦斯相对瓦斯涌出量降至4.3m3/t以内，再在工作面回采期间采用高位钻孔瓦斯抽采及上隅角埋管瓦斯抽采的联合抽放方案对瓦斯进行二次抽放，将相对瓦斯涌出量降至3m3/t以内。
2.1 工作面回采前瓦斯预抽
回采前，在工作面两个顺槽内均使用定向钻施工顺层钻孔对瓦斯进行预抽。顺层抽放钻孔由瓦斯泵负责抽放，抽放泵型号2BEP-50，功率280kW，真空度-80kPa，抽气量190m3/min，钻孔施工选用ZY780型钻机。钻孔设计：运输顺槽46组，270个钻孔；回风顺槽46组，258个钻孔，钻孔布置如图1所示。孔径Φ94mm，开孔间距≥5000mm，距底板高度≥1300mm，封孔长度不小于8m。
PPˈሱᆄ䮯ᓖнሿҾ PDŽ
ᔰ
࠷
⵬
图1 工作面预抽瓦斯顺层钻孔布置示意图
典型高瓦斯矿井综采工作面瓦斯抽放技术应用及效果分析
赫崇国
汾西矿业集团贺西煤矿 山西 柳林 033300
摘要：瓦斯对煤矿安全生产威胁极大，针对高瓦斯矿井综采工作面的瓦斯治理难题，分析15203工作面的具体工程概况及其危害，按照瓦斯治理目标，设计了工作面回采前的瓦斯预抽配合工作面回采期间的顶板高位钻孔抽放瓦斯与工作面上隅角埋管抽放采空区瓦斯的联合抽采方案，并在实施过程中加强瓦斯浓度监测，监测数据统计表明，整个15203工作面回采期间，上隅角的瓦斯浓度控制在0.5%以内，回风流中的瓦斯浓度控制在0.35%以内，瓦斯治理效果较好，有效保障了矿井安全生产。
关键词：高瓦斯矿井 瓦斯治理 瓦斯预抽 高位钻孔 埋管抽放
Application and Effect Analysis of Gas Drainage Technology in Fully Mechanized Mining Face of Typical High Gas Mine
He Chungguo
Fenxi Mining Group Hexi Coal Mine，Shanxi Liulin 033300
Abstract：Gas is a great threat to the safety of coal mine production. Aiming at the difficult problem of gas control in fully mechanized mining face of high gas mine，The specific engineering situation and hazards of 15203 working face are analyzed. According to the goal of gas control，a combined scheme of gas pre-drain
age before working face and gas drainage in goaf with top borehole and buried pipe in upper corner of working face was designed.In the process of implementation，gas concentration monitoring was strengthened，and monitoring data statistics showed that during the whole mining period of 15203 working face，The gas concentration in the upper corner is controlled within 0.5% and in the return air flow is controlled within 0.35%. The gas control effect is good，which effectively guarantees the safety of mine production.
Keywords：High Gassy Mine；Gas control；Gas pre drainage；High level borehole；Pipe drainage
（下转第114页）
（3）根据7d龄期芯核抗压强度和冲击试验最大剥落半径数据见图4。试验结果表明配重层抗压强度在37～63MPa范围内，配重混凝土涂层的抗压强度越高，抗冲击能力越强。进一步分析，抗压强度高的混凝土涂层内部存在化学减缩以及成型过程中离析作用等导致的界面微裂纹比抗压强度低的混凝土涂层少，当混凝土受到冲击的外力时，出现扩展、延伸的裂纹源数量少，从而混凝土结构抗冲击性更好。
4 结束语
（1）通过实测混凝土密度和抗压强度，分析得到本工况下L-3铁矿石粒径分布最佳。
（2）同种原材料配制的干硬性混凝土，混凝土的密度在3125～3289kg/m3范围内，混凝土抗压强度随着密度的提高而提高。
（3）配重层在37～63MPa范围内，配重混凝土涂层的抗压强度越高，抗冲击能力越强。
（4）综上所述，在实际生产过程中可以通过控制合理的骨料粒径分布区间来提高产品的密度，最终提高配重混凝土管的负浮力；在满足负浮力和抗冲击能力的情况下，通过设计更高抗压强度的混凝土，适当降低配重层的厚度，从而降低材料的消耗及现场施工难度。参考文献
[1]中国石油经济技术研究院.2018年国内外油气行业发展报告[R].2019年1月16日.
[2]李琴，罗旭，敬爽，等.海洋管道配重生产线钢筋笼套装系统设计[J].石油机械，2014，42（7）：104-108.
[3]丁新龙，韩雪艳，张长明，等.海底管道混凝土加重技术现状分析[J].石油工程建设，2007，33（4）：8-12.
[4]张晓灵.单层钢管保温配重新产品在海洋油田中的应用[J].石油工程建设，2009，35（3）：22-26.
[5]张晓中.重混凝土性能的试验研究与应用[D].北京：北京工业大学，2012：20.
[6]李玉寿，闫晓波，徐凤广，等.混凝土原理与技术[M].上海：华东理工大学出版社，2011，96.
[7]骆吉庆.浅海输气管道坠物碰撞损伤过程动力响应分析[D].成都：西南石油大学，2017.
[8]BS EN12390-3：2009，Testing hardened concrete-part 3：Compressive strength of test specimens [S].
[9]BS EN12390-7：2009，Testing hardened concrete-part 7：Density of hardened concrete [S].
[10]SY/T 7398-2017，海底管道混凝土配重层技术规范[S].
作者简介
卫亮（1991-），男，大学本科，从事钢结构防腐保温配重层技术开发及检验检测工作。
2.2 工作面回采期间的瓦斯抽放
gassy工作面回采期间采用顺槽施工顶板高位钻孔抽放
瓦斯与工作面上隅角埋管抽放采空区瓦斯的联合抽采
方案。
顶板高位钻孔抽放瓦斯需要在工作面运输顺
槽每隔50m布置一个钻场，钻场净长×净宽×净高
=3m×3m×2.2m，每个钻场布置4个钻孔，倾斜控制和
运输顺槽向下30m，走向60m。工作面冒落带为5m，
裂隙带高度为7m，钻孔有效长度为40m，钻孔有效长
度全部布置在裂隙带当中。钻孔成1排布置，钻场顶板
处孔口平距0.5m，钻场及高位钻孔布置示意图如图2所示。钻孔参数如表1所示。
亦ᶯ༴ᆄਓᒣ䐍  Pˈ䫫൪৺儈ս䫫ᆄᐳ㖞⽪᜿മ
图2 工作面回采期间高位钻孔布置示意图
表1 高位钻孔参数
孔号方位/（°）倾角/（°）深度/m孔径/mm
1#4266775mm
2#12216675mm
3#1815.565.575mm
4#249.66775mm
采用U型通风方式时工作面上隅角容易积聚瓦斯，其原因是采空区积聚的瓦斯在风流的压力作用下从工
作面上隅角溢出，造成工作面上隅角及回风顺槽瓦斯超限。工作面上隅角埋管抽放采空区瓦斯，需要低负压抽放泵两台，型号为2台2BE1253-A型水环式真空泵，1台工作，1台备用，转速为740r/min，最大抽气量36m3/min，功率55kW。采用直径为250mm抽放管，在抽放管路上每隔30m设置一处三通抽放口，连接瓦斯抽采器及抽放泵对上隅角及采空区瓦斯进行抽排。当抽放口距离工作面10～20m时即开始进行抽排。瓦斯通过管路排至井上进行再处理。
3 结束语
在对工作面瓦斯进行综合治理的过程中，由现场监控设备及技术人员动态观测瓦斯的浓度，并对治理效果进行统计分析。统计数据表明：在实施瓦斯预抽、高位钻孔抽放、上隅角埋管抽放等综合治理措施后，整个15203工作面回采期间，上隅角的瓦斯浓度控制在0.5%以内，回风流中的瓦斯浓度控制在0.35%以内，未超过瓦斯警戒限制0.8%。瓦斯治理效果较好，有效保障了工作面安全生产。
参考文献 
[1]关瑞岐.埋管瓦斯抽放技术在煤矿采空区中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2018（23）：15；40.
[2]冯亮.高位钻孔瓦斯抽放技术应用研究[J].煤炭与化工，2015，38（12）：69-70；73.
[3]段军，林俊森，胡海龙，何志辉，孟祥甜.淮南某矿1111首采工作面瓦斯抽放方法的研究[J].煤炭技术，
2014，33（8）：17-19.
（上接第88页）

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。