简易放顶煤工作面瓦斯的综合治理(一)

简易放顶煤工作面瓦斯的综合治理

方昌才

(淮南矿业集团公司顾桥项目部(张集煤矿)，安徽淮南  232001)

    摘  要：结合现场瓦斯地质条件，研究了煤层瓦斯压力与突出参数之间的关系，制订了利用顺层钻

孔抽放消除煤层突出危险，利用顶板巷道和顶板走向钻孔抽排采空区瓦斯解决回采过程中瓦斯超限的

综合防突措施，实现了工作面安全、高效的放顶煤开采。

   关键词：煤与瓦斯突出；顺层钻孔；顶板巷道；走向钻孔

   中图分类号：TD712    文献标识码：C    文章编号：1008-4495(2004)03-0047-02

．1问题提出

 淮南矿区煤层赋存较深，富含瓦斯，在煤矿开采

立程中曾多次发生重大瓦斯事故，造成重大的经济

员失和人员伤亡。瓦斯问题一直困扰着矿井的安全

生产，制约和影响矿井高产高效的发挥。复杂难采煤

层简易放顶煤工作面开采过程中瓦斯治理是一个新

的研究课题。

   厚煤层放顶煤开采技术的运用，是采煤方法的

—次革命，是未来厚煤层采煤技术的发展方向。同分

层开采相比，避免了布置两套生产系统，可大大减少

巷道掘进工程量，提高采煤工效，缩短采准和回采时

间既有利于降低生产成本、提高经济效益，又可以

改善煤矿的安全状况，具有高产、高效、低耗等优点，

社会效益和经济效益都非常明显。然而，放顶煤开采

技术的应用受到多种因素的制约，《煤矿安全规程》

中规定突出煤层不得使用综采放顶煤采煤方法进行

回采。由于放顶煤开采技术具有非常大的优越性和

显著的经济效益，为了提高企业的经济效益、市场竞

争力，突出矿井对在突出煤层采用放顶煤开采技术

有着强烈的要求和愿望，而在突出煤层采用放顶煤

开采方法之前，必须采取相应的防治突出的技术措

施以消除煤层的突出危险性。因此，探讨采用一套行

之有效的区域性消除突出危险性措施以消除突出煤

层的突出危险，然后采用放顶煤开采技术进行回采，

具有非常重要的意义。

2试验工作面概况

   4111(3)C13Zi作面地面标高+26．0m，工作面标高

为—520．9~-571．7m。该工作面设计走向长330~340m，

平均为335m，倾斜长84-90m，平均87m。本区段煤

层厚度2．6-6．5m，除在构造附近较薄外，其余地方均

正常，一般情况下煤厚5．8m，煤层结构为上下两个软

分层，厚分别为2．4m和2．6m，中间一层硬煤厚0．8m

左右，煤层倾角21’，煤层赋存较稳定。

   根据现场实际地质条件，4111(3)C，，工作面采

用走向长壁炮采丌型钢梁放顶煤法进行回采，跟底

采高1．9-2．0m，放顶煤高度约为1．5-2．5m，设计日

产量1 106t，工作面顶板管理采用全部垮落法管理

顶板。

   煤层瓦斯含量具有不均匀性，受地应力、瓦斯压

力及地质构造的影响与控制。在井田范围内，F13-4以

北瓦斯含量偏低，F134-F13-6之间瓦斯含量最高。C13

煤层属于低透气性煤层，其透气性系数仅为3．92x

10-2 m2／(MPa·d)。

3试验区瓦斯突出危险性分析

3．1煤层瓦斯压力与突出指标的关系

   快速有效测定开采煤层瓦斯压力是长期困扰瓦

斯防治工作的一项难题，而比较准确掌握突出煤层

工作面前方瓦斯压力是防止煤与瓦斯突出的前提，

为此根据淮南矿区防突工作的经验，研究了试验区

煤层瓦斯压力与突出敏感指标值之间的关系。采用

间接法测定煤层瓦斯压力，即在工作面顺槽掘进过

程中取样，在实验室测定不同瓦斯吸附在压力P下的

K，指标，得出Ki-p关系曲线，见图1。然后根据在工作

面顺槽掘进过程中测得的实际Kl值，即可推算出钻

孔附近的煤层原始瓦，斯压力。

   在4111(3)工作面顺槽掘进及回采过程中进行

的煤与瓦斯突出预测时，由实测指标可预测煤层的

瓦斯压力，其中／顷槽掘进时在南头距石门50m处测

得指标尺l值最大为0．59，由此可知，该工作面煤层最