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[摘 要]以贵州盘江精煤股份有限公司火铺矿21采区21126综采工作面为例，介绍了综合治理瓦斯、防治煤与瓦斯突出技术在高瓦斯突出煤层综采工作面中的成功应用。
[关键词]矿井 综采面 煤与瓦斯突出 防治
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-143-02
火铺矿是长江以南第一大上市煤炭企业——贵州盘江投资控股（集团）有限公司旗下贵州盘江精煤股份有限公司下属的一对大型矿井。设计生产能力为240万吨/年，采用平硐、斜井、暗斜井联合开拓方式，混合式通风。现开采水平为+1400水平，矿井地质构造复杂，断层密度大，小褶曲非常发育，属典型的高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井。
1 工作面概况
21126综采工作面是火铺矿+1400水平21采区12#煤层南翼第三亚阶段工作面，该工作面地面标高+1843.4m～+1924.3，工作面标高+1645.0m～+1590m，12#煤层顶板主要是灰色粉砂岩及灰色细粉砂岩与菱铁矿互层，底板岩性主要为灰色泥岩和粉砂质泥岩；煤层平均可采厚度3.5m。本煤层上区段和上覆7#煤层、下伏14#煤层已经回采结束。21126综采工作面沿上区段21124工作面运巷沿空掘巷布置，采面装备ZY3800/15/33型液压支架，MG—300/700—WD型采煤机，截深0.8m，采用全部垮落法管理顶板，“U”型、上行通风，最大配风量为1162m3/min。
2 采面瓦斯涌出来源
根据火铺矿可采煤层的瓦斯涌出规律，结合21126综采工作面瓦斯涌出资料分析，工作面瓦斯涌出主要由4部分组成，煤壁（围岩）瓦斯涌出、采面落煤时的瓦斯涌出、采空区（残煤和上区段21121采空区）瓦斯涌出以及邻近层（下覆14#煤层）采空区的瓦斯涌出。
3 瓦斯治理措施
3.1 施工穿层孔预抽瓦斯
由于7#、12#二煤层的层间距较近，回采煤层的顶、底板围岩将发生冒落、移动、龟裂和泄压，透气系数增加。回采时邻近煤层或夹层中的瓦斯，就会向回采煤层的采空区转移。为了加大对12#煤层的瓦斯治理，在回采7#煤层时，沿7#煤瓦斯抽放巷每隔100m做一个瓦斯抽放钻场，钻场深度为5m，每个钻场布置12个抽放钻孔，抽放钻孔呈扇形布置，钻孔深度穿透12#煤层底板1m，孔径为75mm。相邻两钻场间钻孔空间重叠距离为10m，单孔抽放瓦斯浓度最高达75%。（如图1）
3.2 高位钻孔抽放裂隙带瓦斯
在回采时，为了加强对采空区裂隙带的瓦斯抽放，在工作面回风巷每隔80m施工一个高位钻场，钻场位于12#煤层的顶板岩石内，钻场与回风巷的高差为10m，每个钻场内施工6个孔径为75mm的抽放孔，钻孔长度100～120m，单孔抽放瓦斯浓度最高达82%。（如图2）
3.3 高位截流孔抽放上隅角裂隙带瓦斯
随着采面的推进和采空区顶板的冒落。采空区大量瓦斯随着风流积聚在上隅角裂隙带内，由于高位钻场布置的抽放钻孔不能覆盖该区域，造成上隅角局部瓦斯积聚，在回采期间，在回风巷每隔30m施工3个高位截流孔，孔径75mm，钻孔长度30m。（如图3）
3.4 采前预抽煤层瓦斯
在工作面运巷、风巷沿煤层施工垂直于煤层走向的抽放孔，孔径75mm，钻孔长度70m，间距2.5～3m，运巷、风巷钻孔交叉布置，对采面进行采前预抽和边采边抽。钻孔施工完后先进行高压注水使煤体产生裂隙，然后再进行抽放，抽放瓦斯最高浓度达78%，一般在15～27%。（如图4）
3.5 封堵瓦斯涌出通道
根據工作面风流流动规律，用编织袋装碎矸、浮煤在上隅角和下运尾巷切顶线以外，沿倾向呈弧线型码一道密闭墙，并用黄泥抹缝，密闭墙与巷道帮、顶接实，与支架搭接，以封堵上隅角和采空区瓦斯，增加高位截流孔和预埋抽放管的瓦斯抽放量。密闭墙的间距以采面移架距离为准，一般间距为1.6m，码新密闭墙时，老密闭墙不拆除，使新老墙之间形成一定间距的抽放空间。
3.6 埋管抽放采空区瓦斯
为加强对21123采面采空区瓦斯治理，降低上隅角瓦斯浓度，在采取上述措施的同时，又采用了上隅角埋管抽放措施，即在上隅角向采空区埋入2趟?325mm瓦斯抽放管对采空区进行抽放。
4 防止煤与瓦斯突出措施
4.1 区域性防突措施
在开采12#煤层前先开采保护层7#、14#煤层，利用7#、14#煤层被开采后，采空区顶板垮落造成顶底板的破坏，使12#煤层与7#、14#煤层之间的岩层产生裂隙，通过裂隙12#煤层内原始存在的高瓦斯（二氧化碳）被有效释放，从而达到实际的大面积“消突”效果。
4.2 工作面突出危险性预测
工作面回采期间，采用“钻屑指标法”预测工作面突出危险性，即沿采面倾斜方向每15m施工一个钻孔，孔径42mm，孔深10m，对钻屑煤粉进行测定，钻屑解吸指标K1﹤0.4 mL/g.min1/2，每米最大钻屑量小于6kg/m时，无突出危险，往前推进7m。若其中一项指标超过规定，必须停止回采，在采面煤壁施工瓦斯抽放钻孔，抽放瓦斯达到“消突”作用。
4.3 防止煤与瓦斯突出安全防护措施
（1）在回风巷和运输巷安装压风自救系统。
（2）加强电气设备的管理，杜绝失爆。
（3）加强工作面瓦斯检查、通风系统和瓦斯抽放系统的管理。
（4）工作面作业人员佩带隔离式自救器，加强个人防护。
5 结论
实践证明，采用综合治理瓦斯和防止煤与瓦斯突出措施，使瓦斯得到充分释放，在回采期间采面没有造成一次瓦斯超限和煤与瓦斯突出事故，采面月推进达150m以上，成为年产百万吨采面，大大提高了回采进度和安全效果。
参考文献：
[1] 张国枢，通风安全学[M].江苏：中国矿业大学出版社，2004
[2] 林柏泉，翟成，朱传杰等。矿井瓦斯防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2010
[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.煤层瓦斯含量井下直接测定方法[S].GB/T 23250-2009，2009
[4]于不凡，开采解放层的认识与实践[M].北京：煤炭工业出版社，1986
作者简介：
宋宏友（1984—），男，河南信阳人，现在贵州盘江投资控股（集团）有限公司煤炭产业发展部工作。
[关键词]矿井 综采面 煤与瓦斯突出 防治
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-143-02
火铺矿是长江以南第一大上市煤炭企业——贵州盘江投资控股（集团）有限公司旗下贵州盘江精煤股份有限公司下属的一对大型矿井。设计生产能力为240万吨/年，采用平硐、斜井、暗斜井联合开拓方式，混合式通风。现开采水平为+1400水平，矿井地质构造复杂，断层密度大，小褶曲非常发育，属典型的高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井。
1 工作面概况
21126综采工作面是火铺矿+1400水平21采区12#煤层南翼第三亚阶段工作面，该工作面地面标高+1843.4m～+1924.3，工作面标高+1645.0m～+1590m，12#煤层顶板主要是灰色粉砂岩及灰色细粉砂岩与菱铁矿互层，底板岩性主要为灰色泥岩和粉砂质泥岩；煤层平均可采厚度3.5m。本煤层上区段和上覆7#煤层、下伏14#煤层已经回采结束。21126综采工作面沿上区段21124工作面运巷沿空掘巷布置，采面装备ZY3800/15/33型液压支架，MG—300/700—WD型采煤机，截深0.8m，采用全部垮落法管理顶板，“U”型、上行通风，最大配风量为1162m3/min。
2 采面瓦斯涌出来源
根据火铺矿可采煤层的瓦斯涌出规律，结合21126综采工作面瓦斯涌出资料分析，工作面瓦斯涌出主要由4部分组成，煤壁（围岩）瓦斯涌出、采面落煤时的瓦斯涌出、采空区（残煤和上区段21121采空区）瓦斯涌出以及邻近层（下覆14#煤层）采空区的瓦斯涌出。
3 瓦斯治理措施
3.1 施工穿层孔预抽瓦斯
由于7#、12#二煤层的层间距较近，回采煤层的顶、底板围岩将发生冒落、移动、龟裂和泄压，透气系数增加。回采时邻近煤层或夹层中的瓦斯，就会向回采煤层的采空区转移。为了加大对12#煤层的瓦斯治理，在回采7#煤层时，沿7#煤瓦斯抽放巷每隔100m做一个瓦斯抽放钻场，钻场深度为5m，每个钻场布置12个抽放钻孔，抽放钻孔呈扇形布置，钻孔深度穿透12#煤层底板1m，孔径为75mm。相邻两钻场间钻孔空间重叠距离为10m，单孔抽放瓦斯浓度最高达75%。（如图1）
3.2 高位钻孔抽放裂隙带瓦斯
在回采时，为了加强对采空区裂隙带的瓦斯抽放，在工作面回风巷每隔80m施工一个高位钻场，钻场位于12#煤层的顶板岩石内，钻场与回风巷的高差为10m，每个钻场内施工6个孔径为75mm的抽放孔，钻孔长度100～120m，单孔抽放瓦斯浓度最高达82%。（如图2）
3.3 高位截流孔抽放上隅角裂隙带瓦斯
随着采面的推进和采空区顶板的冒落。采空区大量瓦斯随着风流积聚在上隅角裂隙带内，由于高位钻场布置的抽放钻孔不能覆盖该区域，造成上隅角局部瓦斯积聚，在回采期间，在回风巷每隔30m施工3个高位截流孔，孔径75mm，钻孔长度30m。（如图3）
3.4 采前预抽煤层瓦斯
在工作面运巷、风巷沿煤层施工垂直于煤层走向的抽放孔，孔径75mm，钻孔长度70m，间距2.5～3m，运巷、风巷钻孔交叉布置，对采面进行采前预抽和边采边抽。钻孔施工完后先进行高压注水使煤体产生裂隙，然后再进行抽放，抽放瓦斯最高浓度达78%，一般在15～27%。（如图4）
3.5 封堵瓦斯涌出通道
根據工作面风流流动规律，用编织袋装碎矸、浮煤在上隅角和下运尾巷切顶线以外，沿倾向呈弧线型码一道密闭墙，并用黄泥抹缝，密闭墙与巷道帮、顶接实，与支架搭接，以封堵上隅角和采空区瓦斯，增加高位截流孔和预埋抽放管的瓦斯抽放量。密闭墙的间距以采面移架距离为准，一般间距为1.6m，码新密闭墙时，老密闭墙不拆除，使新老墙之间形成一定间距的抽放空间。
3.6 埋管抽放采空区瓦斯
为加强对21123采面采空区瓦斯治理，降低上隅角瓦斯浓度，在采取上述措施的同时，又采用了上隅角埋管抽放措施，即在上隅角向采空区埋入2趟?325mm瓦斯抽放管对采空区进行抽放。
4 防止煤与瓦斯突出措施
4.1 区域性防突措施
在开采12#煤层前先开采保护层7#、14#煤层，利用7#、14#煤层被开采后，采空区顶板垮落造成顶底板的破坏，使12#煤层与7#、14#煤层之间的岩层产生裂隙，通过裂隙12#煤层内原始存在的高瓦斯（二氧化碳）被有效释放，从而达到实际的大面积“消突”效果。
4.2 工作面突出危险性预测
工作面回采期间，采用“钻屑指标法”预测工作面突出危险性，即沿采面倾斜方向每15m施工一个钻孔，孔径42mm，孔深10m，对钻屑煤粉进行测定，钻屑解吸指标K1﹤0.4 mL/g.min1/2，每米最大钻屑量小于6kg/m时，无突出危险，往前推进7m。若其中一项指标超过规定，必须停止回采，在采面煤壁施工瓦斯抽放钻孔，抽放瓦斯达到“消突”作用。
4.3 防止煤与瓦斯突出安全防护措施
（1）在回风巷和运输巷安装压风自救系统。
（2）加强电气设备的管理，杜绝失爆。
（3）加强工作面瓦斯检查、通风系统和瓦斯抽放系统的管理。
（4）工作面作业人员佩带隔离式自救器，加强个人防护。
5 结论
实践证明，采用综合治理瓦斯和防止煤与瓦斯突出措施，使瓦斯得到充分释放，在回采期间采面没有造成一次瓦斯超限和煤与瓦斯突出事故，采面月推进达150m以上，成为年产百万吨采面，大大提高了回采进度和安全效果。
参考文献：
[1] 张国枢，通风安全学[M].江苏：中国矿业大学出版社，2004
[2] 林柏泉，翟成，朱传杰等。矿井瓦斯防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2010
[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.煤层瓦斯含量井下直接测定方法[S].GB/T 23250-2009，2009
[4]于不凡，开采解放层的认识与实践[M].北京：煤炭工业出版社，1986
作者简介：
宋宏友（1984—），男，河南信阳人，现在贵州盘江投资控股（集团）有限公司煤炭产业发展部工作。