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摘要：介绍高瓦斯矿井综放工作面，如何采用煤层预抽孔、岩石走向高位孔，走高轨道斜交钻孔、倾向斜交钻孔、下邻层抽放钻孔以及顶板巷排放瓦斯等分源治理瓦斯手段对综放工作面进行瓦斯治理。
关键词：综放工作面 分源治理瓦斯 抽放瓦斯
瓦斯综合治理技术主要包括两个方面:一是以风治理瓦斯；二是抽放瓦斯，采取合理有效的瓦斯抽放方法，对保证采场瓦斯的抽放效果是至关重要的，方法选择得当不但省时省力、节约资金，更主要的是效果好能起到事半功倍的作用。结合采场的地质条件，从设计着手采取适当的治理手段有效保证综放工作面安全、正常开采。
1、工作面概况
综采一队开采三水平北18层三区三段放顶煤工作面，煤层厚度9.5米左右，倾角17°～22°，走向长度620米，倾斜平均长140米，工作面采高2.5米，放煤高度7米。工作面采取走向长壁后退式布置，综放机械化采煤，全部垮落法管理顶板，Y型通风方式。
2、工作面瓦斯涌出特征及瓦斯分源治理手段
根据观测和分析工作面瓦斯来源有3个:开采层、邻近层、空区遗煤及邻段空区瓦斯涌入，根据瓦斯分源涌出的不同形式及其变化规律等特征，采取分源综合治理手段。
(1)合理配风:采煤工作面瓦斯涌出主要来源于煤壁，落煤和采空涌入。落煤后瓦斯浓度在4-5min达到最大值，煤体内大量吸附瓦斯迅速转变为游离瓦斯释放。煤壁由被采煤层所含瓦斯源不断补给，同时受原生裂隙和采场矿山压力造成裂隙向工作面涌入。
顶板巷风排瓦斯:工作面瓦斯分布特征，沿工作面垂直方向距底板越高瓦斯浓度越高，沿工作面距回风道30米之内煤壁支撑区瓦斯集中，根据上述特征，在平面上轨道内错10米沿煤层顶板掘送顶板排瓦斯巷，顶板巷与专用回风巷相通，专职风排瓦斯，顶板巷配风量50-100m3/min。
(2)本煤层及邻近层预抽: 本区域六层组煤层采取联合布置巷道，从设计着手，该区未采时开始预抽，利用本区总轨道、专用回风巷布置穿层预抽孔，钻孔穿21、18号煤层，布置10个钻场，每个钻场施工20个孔，钻孔呈扇形布置，倾角3-30度，开孔间距0.5米，钻孔长度40-105米。在机道施工本煤层顺层钻孔，施工3个钻场，每个钻场20个孔，沿煤层倾向布置呈扇形均匀布置工作面，倾角5-22度，开孔间距0.5米，钻孔长度80－120米。
岩石走向高位瓦斯抽放孔:岩石走向高位孔是根据竖三带、横三区，O型圈的原理布置钻孔。上覆岩层回采工作面采动以后，可分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，沿工作面推进方向又可分为煤壁支撑区、离层区，重新压实区。
倾向斜交钻孔抽放:工作面采动后，专用回风巷施工穿层预抽孔甩至后部空区利用这些钻孔抽放后部空区瓦斯，减少空区瓦斯向工作面涌入。
下邻层钻孔抽放:工作面受开采影响，开采层底板沿走向方向应力呈现重新分布，下邻近层其三向应力变成二向应力状态，根据力学原理就要向上产生应变，产生弯曲破坏，在瓦斯涌出活跃带煤层透气性急剧增大，这个带处于工作面后方30-130m，瓦斯涌出活跃带也是瓦斯抽放最佳带，针对这一特点，利用机道石门施工下邻层预抽孔进入瓦斯活跃带，拦截下邻层瓦斯涌入空。
3、瓦斯治理效果分析
(1)预抽:综采一队工作面2006年4月开始预抽，瓦斯抽放浓度10-15%，抽放瓦斯量3m3/min，抽放瓦斯总量达120万m3，经过近10月预抽，瓦斯抽效率达18%，减少了回采期间瓦斯涌出量，但由于预抽时间不足，还是加大了回采期间瓦斯治理工作量。
(2)顶板巷排放瓦斯:顶板排瓦斯巷回风100m3/min，瓦斯浓度5%，排瓦斯量5m3/min，老顶垮落前边采边抽效果不好，治理瓦斯重要靠风排瓦斯，顶板巷风排瓦斯是主要解决工作面上隅角瓦斯积存的问题，顶板巷的使用增加了风排瓦斯能力，效果好，并且风排放瓦斯较边采边抽更稳定、更具安全性。
(3)岩石走向高位孔:工作面初次来压前，由于老顶未垮落采空区裂隙不发育.裂隙带抽放效果不明显，工作面前30m抽放浓度10%，抽放量1～2m3min，工作面推进30m后抽放瓦斯达25%.由于工作面有顶板巷拦截一部分瓦斯，上覆17层已采，所以抽放浓度不是很高，始终稳定25-30%，抽放量6-8m3/min。单孔浓度变化曲线见图6。
(4)走向轨道斜交钻孔:工作面初采期间前5m没有进行放煤，瓦斯抽放浓度5%。工作面推进5米后开始放煤，工作面上部形成瓦斯聚集区，抽放浓度逐渐上升达20-30%，抽放量3-4m3/min，钻孔布置层位低工作面推进钻场时浓度开始下降，根据瓦斯浓度逐渐关闭浓度低10%的钻孔。
(5)倾向斜交钻孔:倾向斜交钻孔从工作面底板进入煤层，工作面采动后一部分钻孔从空区底部进入，流量小、浓度低，这部分钻孔直接关闭。另一部分从未采动煤层顶板进入落到空区上方，抽放浓度20-30%，抽放量4-5m3/min，为了减少工作面氧化带距离，进入工作面后50米钻孔随采随关闭。
(6)下邻近层抽放钻孔：下邻近层钻孔工作面未采动时瓦斯浓度30%，抽放瓦斯量0.5m?/min，工作面推进30米，钻孔进入瓦斯活跃期，抽放瓦斯浓度迅速增到75-90%，抽放浓度稳定在该区间，抽放瓦斯量3-4m3/min。
通过以上瓦斯抽放技术综采一队抽放瓦斯量能达21m3/min，工作面配800-900m3/min，工作面风排瓦斯量5.6-7.2m3/min，顶板巷风排放瓦斯量5m3/min，工作面瓦斯涌出量达33m3/min，瓦斯抽放率达63.6%，采取以上综合措施后，工作面风流瓦斯在0.7%左右，上隅角瓦斯在0.8左右。有时因影响，造成抽放泵停止运转约5分钟，工作面瓦斯达1.2%，上隅角瓦斯2%～光板，回风瓦斯1.5 %，影响工作面正常生产，并且带来不安全隐患。所以该工作面在采取综合治理瓦斯措施后，确实收到了非常好的效果。
4、结论
从构建合理的通风系统并配备合理的风量，以抽为主，优化系统、提高能力，保证效果，全覆盖、立体抽，制定综合治理方案，实现综放工作面回采过程中瓦斯小于0.6%进行管理，为工作面的安全，高效生产创造条件。
(1)根据瓦斯来源，采取分源治理是瓦斯综合治理的根本途径。
(2)顶板排瓦斯巷道是治理上隅角瓦斯积聚最可靠最安全方法。
（3）分析瓦斯涌出特点，有针对性采取措施，集中抽放力量，加大抽放力度，控制瓦斯向工作面及回风流涌入。
（4）下邻层预抽及采动后抽放高浓度卸压瓦斯，不但获得良好抽放效果，而且解决煤层联合布置入风瓦斯超限问题。
从设计着手，利用一切可以利用条件，力求少的投入创造最好抽放效果。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
关键词：综放工作面 分源治理瓦斯 抽放瓦斯
瓦斯综合治理技术主要包括两个方面:一是以风治理瓦斯；二是抽放瓦斯，采取合理有效的瓦斯抽放方法，对保证采场瓦斯的抽放效果是至关重要的，方法选择得当不但省时省力、节约资金，更主要的是效果好能起到事半功倍的作用。结合采场的地质条件，从设计着手采取适当的治理手段有效保证综放工作面安全、正常开采。
1、工作面概况
综采一队开采三水平北18层三区三段放顶煤工作面，煤层厚度9.5米左右，倾角17°～22°，走向长度620米，倾斜平均长140米，工作面采高2.5米，放煤高度7米。工作面采取走向长壁后退式布置，综放机械化采煤，全部垮落法管理顶板，Y型通风方式。
2、工作面瓦斯涌出特征及瓦斯分源治理手段
根据观测和分析工作面瓦斯来源有3个:开采层、邻近层、空区遗煤及邻段空区瓦斯涌入，根据瓦斯分源涌出的不同形式及其变化规律等特征，采取分源综合治理手段。
(1)合理配风:采煤工作面瓦斯涌出主要来源于煤壁，落煤和采空涌入。落煤后瓦斯浓度在4-5min达到最大值，煤体内大量吸附瓦斯迅速转变为游离瓦斯释放。煤壁由被采煤层所含瓦斯源不断补给，同时受原生裂隙和采场矿山压力造成裂隙向工作面涌入。
顶板巷风排瓦斯:工作面瓦斯分布特征，沿工作面垂直方向距底板越高瓦斯浓度越高，沿工作面距回风道30米之内煤壁支撑区瓦斯集中，根据上述特征，在平面上轨道内错10米沿煤层顶板掘送顶板排瓦斯巷，顶板巷与专用回风巷相通，专职风排瓦斯，顶板巷配风量50-100m3/min。
(2)本煤层及邻近层预抽: 本区域六层组煤层采取联合布置巷道，从设计着手，该区未采时开始预抽，利用本区总轨道、专用回风巷布置穿层预抽孔，钻孔穿21、18号煤层，布置10个钻场，每个钻场施工20个孔，钻孔呈扇形布置，倾角3-30度，开孔间距0.5米，钻孔长度40-105米。在机道施工本煤层顺层钻孔，施工3个钻场，每个钻场20个孔，沿煤层倾向布置呈扇形均匀布置工作面，倾角5-22度，开孔间距0.5米，钻孔长度80－120米。
岩石走向高位瓦斯抽放孔:岩石走向高位孔是根据竖三带、横三区，O型圈的原理布置钻孔。上覆岩层回采工作面采动以后，可分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，沿工作面推进方向又可分为煤壁支撑区、离层区，重新压实区。
倾向斜交钻孔抽放:工作面采动后，专用回风巷施工穿层预抽孔甩至后部空区利用这些钻孔抽放后部空区瓦斯，减少空区瓦斯向工作面涌入。
下邻层钻孔抽放:工作面受开采影响，开采层底板沿走向方向应力呈现重新分布，下邻近层其三向应力变成二向应力状态，根据力学原理就要向上产生应变，产生弯曲破坏，在瓦斯涌出活跃带煤层透气性急剧增大，这个带处于工作面后方30-130m，瓦斯涌出活跃带也是瓦斯抽放最佳带，针对这一特点，利用机道石门施工下邻层预抽孔进入瓦斯活跃带，拦截下邻层瓦斯涌入空。
3、瓦斯治理效果分析
(1)预抽:综采一队工作面2006年4月开始预抽，瓦斯抽放浓度10-15%，抽放瓦斯量3m3/min，抽放瓦斯总量达120万m3，经过近10月预抽，瓦斯抽效率达18%，减少了回采期间瓦斯涌出量，但由于预抽时间不足，还是加大了回采期间瓦斯治理工作量。
(2)顶板巷排放瓦斯:顶板排瓦斯巷回风100m3/min，瓦斯浓度5%，排瓦斯量5m3/min，老顶垮落前边采边抽效果不好，治理瓦斯重要靠风排瓦斯，顶板巷风排瓦斯是主要解决工作面上隅角瓦斯积存的问题，顶板巷的使用增加了风排瓦斯能力，效果好，并且风排放瓦斯较边采边抽更稳定、更具安全性。
(3)岩石走向高位孔:工作面初次来压前，由于老顶未垮落采空区裂隙不发育.裂隙带抽放效果不明显，工作面前30m抽放浓度10%，抽放量1～2m3min，工作面推进30m后抽放瓦斯达25%.由于工作面有顶板巷拦截一部分瓦斯，上覆17层已采，所以抽放浓度不是很高，始终稳定25-30%，抽放量6-8m3/min。单孔浓度变化曲线见图6。
(4)走向轨道斜交钻孔:工作面初采期间前5m没有进行放煤，瓦斯抽放浓度5%。工作面推进5米后开始放煤，工作面上部形成瓦斯聚集区，抽放浓度逐渐上升达20-30%，抽放量3-4m3/min，钻孔布置层位低工作面推进钻场时浓度开始下降，根据瓦斯浓度逐渐关闭浓度低10%的钻孔。
(5)倾向斜交钻孔:倾向斜交钻孔从工作面底板进入煤层，工作面采动后一部分钻孔从空区底部进入，流量小、浓度低，这部分钻孔直接关闭。另一部分从未采动煤层顶板进入落到空区上方，抽放浓度20-30%，抽放量4-5m3/min，为了减少工作面氧化带距离，进入工作面后50米钻孔随采随关闭。
(6)下邻近层抽放钻孔：下邻近层钻孔工作面未采动时瓦斯浓度30%，抽放瓦斯量0.5m?/min，工作面推进30米，钻孔进入瓦斯活跃期，抽放瓦斯浓度迅速增到75-90%，抽放浓度稳定在该区间，抽放瓦斯量3-4m3/min。
通过以上瓦斯抽放技术综采一队抽放瓦斯量能达21m3/min，工作面配800-900m3/min，工作面风排瓦斯量5.6-7.2m3/min，顶板巷风排放瓦斯量5m3/min，工作面瓦斯涌出量达33m3/min，瓦斯抽放率达63.6%，采取以上综合措施后，工作面风流瓦斯在0.7%左右，上隅角瓦斯在0.8左右。有时因影响，造成抽放泵停止运转约5分钟，工作面瓦斯达1.2%，上隅角瓦斯2%～光板，回风瓦斯1.5 %，影响工作面正常生产，并且带来不安全隐患。所以该工作面在采取综合治理瓦斯措施后，确实收到了非常好的效果。
4、结论
从构建合理的通风系统并配备合理的风量，以抽为主，优化系统、提高能力，保证效果，全覆盖、立体抽，制定综合治理方案，实现综放工作面回采过程中瓦斯小于0.6%进行管理，为工作面的安全，高效生产创造条件。
(1)根据瓦斯来源，采取分源治理是瓦斯综合治理的根本途径。
(2)顶板排瓦斯巷道是治理上隅角瓦斯积聚最可靠最安全方法。
（3）分析瓦斯涌出特点，有针对性采取措施，集中抽放力量，加大抽放力度，控制瓦斯向工作面及回风流涌入。
（4）下邻层预抽及采动后抽放高浓度卸压瓦斯，不但获得良好抽放效果，而且解决煤层联合布置入风瓦斯超限问题。
从设计着手，利用一切可以利用条件，力求少的投入创造最好抽放效果。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”