回采工作面瓦斯治理方案及措施

贵州##煤矿

综采工作面瓦斯治理方案及保障组织措施

编制单位：##煤矿

编制日期：20 年月日

一、工程概况

1、工作面设计概况

某某工作面位于矿井西翼K18煤层，工作面拐点坐标分别为：

（x=2930826.79，y-35481392.45）

（x=2930669.90，y-35481309.35）

（x=2930525.40，y-35481649.78）

根据重庆煤科院《某矿业公司某可采煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价科学技术报告》测定的结果，K18煤层原始瓦斯含量为18.0304m3/t，K18煤层属三类不容易自然煤层，具有煤尘爆炸危险性。

2、工作面地质概况

（1）、煤层情况

某某综采工作面回采K18煤层，煤层倾角为18度，K18俗称大油炭，厚度稳定，厚2.2—4.4米，平均3.16米。煤层结构简单，夹矸1—3层，厚0.01—0.38米，平均0.08米，岩性为粘土岩、炭质粘土岩及隐晶质高岭石粘土岩。

（2）、煤层顶底板特征

该巷道所掘煤层预计厚 2.2m—4.4m，平均厚 3.16m，顶板倾角18°-- 22°。

直接顶：底部为灰色粉砂质粘土岩厚2.3m；

老顶：浅灰色细砂岩、粉砂岩，平均厚13m。

直接底：灰色泥质粉砂岩，平均厚0.56m。

老底：灰色泥质粉砂岩。

⑷、地质及水文地质情况

某某综采工作面范围内水文地质条件简单，其上覆无强含水层，但上部有10901某采空区，采空区水属自排水，回采期间局部地段有淋水，水源均为顶板砂岩裂隙水，水量为0.5---3m3/h。

3、瓦斯抽放系统

矿井目前有一座地面永久瓦斯抽放泵站，共有两套瓦斯抽放系统(2007年6月高负压永久抽放系统投入使用)，即高、低负压永久抽放系统。高负压瓦斯抽放系统安装有瓦斯泵三台，为2BE3420-2BY4泵，电机型号为YB2-315L2-4，功率为200KW；低负压抽放系统安装瓦斯泵3台，型号为2BE3500-2BY4，电机型号为YB2-355M2-4功率为250KW。

某某工作面实施了大面积预抽，采用风井2BE3420-2BY4抽放系统进行抽放，在某回风顺槽（外段）、某运输顺槽（外段）的巷道本煤层一帮，先由某运输顺槽（外段）上帮按203°方位施工本煤层平行预抽钻孔，钻孔开孔间距3米，终孔间距3米，钻孔孔深110米，在某回风顺槽（外段）下帮按23°方位施工本煤层平行预抽钻孔，钻孔开孔间距3米，终孔间距3米，钻孔孔深85米，自掘进期间开始依次投入抽放；抽放管理布置：采用高负压通过直径20寸的抽放管路接至总回巷道，再由直径10寸的螺旋扣管路接至某运输顺槽（外段），接至某辅助上山到某回风顺槽（外段）。

回采期间利用风井2BE3500-2BY4抽放系统对工作面上隅角进行埋管，抽放采空区瓦斯。

二、区域防突安全技术措施

1、预测预报

根据重庆煤科院《某矿业公司某可采煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价科学技术报告》测定的结果，K18煤层以单项指标分析：煤层的破坏类型为Ⅲ～Ⅳ级、坚固性系数（f）为0.20、煤层瓦斯放散初速度（△P）为15、煤层瓦斯压力（P）为1.899Mpa，煤层突出危险性综合指标D=10.4801、K=75.0；从综合分析：其单项指标△P 和P，综合指标K和D都超过了《防治煤与瓦斯突出规定》推荐的临界值，表明K18煤层具有突出危险性。

2、区域防突措施

根据某某综采工作面和某煤矿实际情况，某某综采工作面区域防突措施采用开采上保护层和本煤层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施

（1）开采上保护层的区域防突措施

①、保护层开采情况

10901某综采工作面位于某风井西翼。工作面为开采K9煤层，K9煤层平均煤厚2.23m，煤层倾角18度。走向长700m、倾向长237m，沿走向回采380m。开采保护层90060㎡。该工作面上限标高为1825.323T、下限标高为1759.492T。附《某某工作面上保护层开采范围图》

②、保护层与被保护层之间的关系

某回风顺槽（外段）位于10901某综采工作面采空区下。与10901

某综采工作面垂距为48m。煤层倾角均为18度，保护层沿倾斜方向的卸压角按75度计算。沿走向方向卸压角按60度计算。经过计算从某回风顺槽（外段）开门点位置至前方51米位置为上保护层煤柱保护盲区，巷道掘进至开门点位置前方51米进入上保护层有效保护范围。

③、上保护层保护作用的理论分析

保护层的保护作用随层间距的增大而减小，达到某一临界距离时，保护作用消失。确定上保护层的有效层间距，可以采用如下三种方法确定。

a 、根据《防治煤与瓦斯突出规定》的推荐，缓倾斜和倾斜上保护层开采的有效垂距为小于50m。

b、根据保护层厚度、顶板管理方法、回采工作面长度和开采深度等因素，按如下公式确定上保护层开采的有效垂距：

S上= h上×β1×β2

式中：

S上 -上保护层的最大有效层间垂距，m；

h上-上保护层的理论有效层间垂距，m。它与工作面长度a和开采深度h有关，当a＞0.3h时，则取a=0.3h，但a不得大于250m；

β1-保护层开采影响系数，当M≤m o时，β1=M/ m o，当M＞m o时，β1=1； M-保护层开采厚度，m；

m o-开采保护层的最小有效厚度，m；

β2-层间硬岩（砂岩、石灰岩）含量系数，以η表示硬岩在层

间岩石中所占的百分比，η≥50%时，β2=1-（0.4η/100），η＜50%时，β2=1。根据某回风顺槽（外段）层间岩间情况η取40% S上= h上×β1×β2

=66×1×（1-0.4n/100）

=66×1×0.9984

=65.9

按照这一方法的计算公式计算得出的K18煤层的上保护层开采的有效保护垂距为65.9m。

C、保护层的保护作用不仅与层间距离有关，而且与保护层的开采厚度有关。因此，在讨论保护作用时，应把保护层厚度与层间垂距结合起来考虑，引入相对层间距离的概念，即层间垂距与采高的比值R=h/m。相对层间距越小，保护作用越充分，反之亦然。

附《某某工作面上保护层保护效果图》

（2）、本煤层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施

某某综采工作面回采区域采用本煤层平行钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施。在某回风顺槽（外段）下帮及某运输顺槽（外段）上帮每隔3m施工一个本煤层顺层预抽抽放钻孔，钻孔开孔间距3米，钻孔终孔间距3米，钻孔控制到整个回采区域。（详见《某回风顺槽（外段）下帮及下帮钻场本煤层平行预抽抽钻孔设计图》、《某运输顺槽（外段）上帮及上帮钻场本煤层平行预抽抽钻孔设计图》）。

3、区域防突措施效果检验

⑴、某某综采工作面区域防突措施效果检验：