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[摘 要]鸡西矿业集团公司东海煤矿三采区采煤工作面是一个高瓦斯工作面，煤层中瓦斯含量较高，本煤层上部岩石岩性较复杂，在施工钻孔和钻孔的维护方面有一定的难度，针对此类顶板，为保证有效抽放量，在钻孔的施工质量方面有很多特殊要求。文中介绍了钻孔和抽放在采面瓦斯治理方面的综合利用。
[关键词]高瓦斯工作面 瓦斯抽放 综合利用
中图分类号：TD325 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0019-01
0 前言
东海煤矿位于黑龙江省鸡东县的哈达与东海两个乡之间。其地理坐标在北纬45°21′，东经131°10′。井田走向11km，宽3km，面积为33km2。东海矿核定生产能力130万t/a。
1 采面概况
1.1 工作面自然狀况
该工作面为三采区23#左五副巷，左六路构成回采工作面，该工作面上起23#左五副巷，下至23#左六路，其范围东起切割上山，西至23#层保护煤柱线，位于五采区23#层绞车道东侧，面积为125820m2。
1.2 煤层赋存状况
该区23#层煤为城子河组煤，煤层厚度较稳定，灰分为23%—32%，挥发分为24%，属于半焦煤。厚度1.45m左右，煤层结构复杂，煤层含1—3层夹石，煤层下部煤质较差。
1.3 煤层顶、底板情况
该区煤层伪顶板为炭质粉砂岩、厚度为0.2m左右，直接顶板为中细粗砂岩、厚度为5m左右，底板伪底为粉砂岩，厚度为0.3m左右，直接底为中细砂岩，厚度为3.5m。在该工作面范围内没有侵入体，没有河流冲刷带及陷落柱。
1.4 地质构造
该区地质构造简单，煤层为单斜构造，煤层稳定，没有褶皱，区内在左五路有一处断层，其产状为走向154°、倾向64°、倾角45°，落差2.5m，该断层对该工作面的开采程度上无大影响，但对工作面上巷的瓦斯抽放有一定的影响。
1.5 储量
回采工作面平均走向长699m，平均斜长180m，可采煤层厚度1.2m，容重1.5t/m3，回采率97%；工作面回采煤量为699×180×1.2×1.5×97%=21.96万t。
1.6 煤质分析
煤质分析见表1。
1.7 采煤方法和顶板管理方法
该采面为走向长壁后退式采煤，用全部垮落法管理顶板。采用4排单体液压支柱配0，6m金属铰接顶梁维护采场。
1.8 通风状况和瓦斯涌出情况
该采区为立风井主扇抽出式通风，该采煤工作面为23#左六路人风，23#左五路回风，左五路没有瓦斯尾排巷，采用“U”型通风。该工作面计划风量600m3/min，实际回风量760m3。回风瓦斯浓度0.4%。绝对瓦斯涌出量34.14m3/min，煤尘爆炸指数为14.7%，有煤尘爆炸危险，无自燃发火危险。
2瓦斯来源分析
（1）采空区瓦斯。随着工作面的不断向前推进，采空区内的瓦斯占采面总瓦斯量的65.9%。
（2）上隅角瓦斯。工作面上隅角容易积聚瓦斯，瓦斯量占总量的15.57%。
3 瓦斯治理主要措施
3.1 采空区瓦斯治理采用高位钻孔抽放
钻场布置及钻场位置：本采煤工作面共布置7个钻场，前四个为高位斜交钻场，后3个为高位水平钻场，钻场布置在23#左五路，第一个钻场在左五路16#点后46m，距开切上山70m向外每隔40m布置1个钻场，布置4个高位斜交钻场。
（1）施工工艺。前四个高位斜交钻场采用TXU—150型钻机施工，钻杆为Φ50、钻头直径Φ94，钻孔施工长度70～80m，每个高位斜交钻场布置8个钻孔，两个钻场间距钻孔重叠30m。后3个高位水平钻场施工钻机为MKD—5S型、钻杆Φ75、施工钻头直径Φ200.第一钻场钻孔长度为190～200m。第二钻场钻孔长度为200—210m，钻孔施工采用Φ200钻头。每个钻场布置6个钻孔.两个钻场间钻孔重叠30～35m。
（2）封孔方法与材料。钻孔完工后，用水将孔内钻渣冲净，然后送人抽放管用聚胺脂封孔，在岩石中封口长度不小于2.5m。聚胺脂两端各加一个木挡板，端口用水泥封住。每个抽放管上一个截止阀，抽放前先关闭。
（3）抽放管路。钻孔内采用3寸铁管，长度3m用3寸吸水带联接，进入积气室和Φ200mm支管路联接，然后进入主管路，经地面泵抽放至地面加以利用（瓦斯发电），抽放流程共计为3164m。
（4）高位钻孔抽放效果分析
①高位钻孔的末端浓度稳定在50%，总流量是45m3/min，抽放纯量是22.5m3/min。抽放效果良好并解决了采空区瓦斯的涌出，地面集中泵抽放浓度始终保持在30%以上，保证了瓦斯发电的所需浓度和瓦斯量。
②高位斜交钻孔在工作面推进30～40m时抽放效果最好，随工作面不断推进钻孔逐渐失效，钻孔利用率在60%左右、抽放浓度不稳定。
③高位水平孔在钻场搭接后抽放瓦斯浓度始终保持在50%以上，孔径大，抽放流量高，钻孔利用率达到100%，抽放浓度很稳定。
3.2 后路瓦斯治理采用后路预埋管路进行瓦斯抽放
该采面采用双趟抽放管路，第一趟专用于抽放高位钻孔（地面集中泵）；第二趟专抽放后路（移动抽放）后路预埋管抽放原理是在上巷超前压力区域内采用8寸吸水软管棕绳吊挂，随着工作面的推进吸水软管埋人上巷后路冒落区内主要抽放后路瓦斯，并保证后路和上隅角瓦斯不超限，管路的埋人在10～15m时进行回撤一次，回撤时使用手动葫芦把吸水软管从后路冒落区内拽出，并对接抽放支管随工作面不断推进在进行下一次的预埋。
后路预埋管抽放效果分析：
（1）后路抽放流量为43m3/min，抽放浓度保持在20%左右，抽放纯量是8.6n3/min，预埋管抽放法有效地解决了上隅角瓦斯不超限。
（2）可以对抽放软管的再利用，即节省了抽放材料又取得了很好的后路瓦斯治理经验和经济效果。
结论
（1）高位钻场抽放效果好，并且抽放瓦斯浓度稳定，保证了地面发电厂瓦斯发电所需的浓度和瓦斯量，但是只能抽放来源于采空区的瓦斯。
（2）上巷后路采空区预埋管路，抽放浓度较高；能解决上隅角瓦斯浓度不超限和降低上巷后路的瓦斯浓度。
[关键词]高瓦斯工作面 瓦斯抽放 综合利用
中图分类号：TD325 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0019-01
0 前言
东海煤矿位于黑龙江省鸡东县的哈达与东海两个乡之间。其地理坐标在北纬45°21′，东经131°10′。井田走向11km，宽3km，面积为33km2。东海矿核定生产能力130万t/a。
1 采面概况
1.1 工作面自然狀况
该工作面为三采区23#左五副巷，左六路构成回采工作面，该工作面上起23#左五副巷，下至23#左六路，其范围东起切割上山，西至23#层保护煤柱线，位于五采区23#层绞车道东侧，面积为125820m2。
1.2 煤层赋存状况
该区23#层煤为城子河组煤，煤层厚度较稳定，灰分为23%—32%，挥发分为24%，属于半焦煤。厚度1.45m左右，煤层结构复杂，煤层含1—3层夹石，煤层下部煤质较差。
1.3 煤层顶、底板情况
该区煤层伪顶板为炭质粉砂岩、厚度为0.2m左右，直接顶板为中细粗砂岩、厚度为5m左右，底板伪底为粉砂岩，厚度为0.3m左右，直接底为中细砂岩，厚度为3.5m。在该工作面范围内没有侵入体，没有河流冲刷带及陷落柱。
1.4 地质构造
该区地质构造简单，煤层为单斜构造，煤层稳定，没有褶皱，区内在左五路有一处断层，其产状为走向154°、倾向64°、倾角45°，落差2.5m，该断层对该工作面的开采程度上无大影响，但对工作面上巷的瓦斯抽放有一定的影响。
1.5 储量
回采工作面平均走向长699m，平均斜长180m，可采煤层厚度1.2m，容重1.5t/m3，回采率97%；工作面回采煤量为699×180×1.2×1.5×97%=21.96万t。
1.6 煤质分析
煤质分析见表1。
1.7 采煤方法和顶板管理方法
该采面为走向长壁后退式采煤，用全部垮落法管理顶板。采用4排单体液压支柱配0，6m金属铰接顶梁维护采场。
1.8 通风状况和瓦斯涌出情况
该采区为立风井主扇抽出式通风，该采煤工作面为23#左六路人风，23#左五路回风，左五路没有瓦斯尾排巷，采用“U”型通风。该工作面计划风量600m3/min，实际回风量760m3。回风瓦斯浓度0.4%。绝对瓦斯涌出量34.14m3/min，煤尘爆炸指数为14.7%，有煤尘爆炸危险，无自燃发火危险。
2瓦斯来源分析
（1）采空区瓦斯。随着工作面的不断向前推进，采空区内的瓦斯占采面总瓦斯量的65.9%。
（2）上隅角瓦斯。工作面上隅角容易积聚瓦斯，瓦斯量占总量的15.57%。
3 瓦斯治理主要措施
3.1 采空区瓦斯治理采用高位钻孔抽放
钻场布置及钻场位置：本采煤工作面共布置7个钻场，前四个为高位斜交钻场，后3个为高位水平钻场，钻场布置在23#左五路，第一个钻场在左五路16#点后46m，距开切上山70m向外每隔40m布置1个钻场，布置4个高位斜交钻场。
（1）施工工艺。前四个高位斜交钻场采用TXU—150型钻机施工，钻杆为Φ50、钻头直径Φ94，钻孔施工长度70～80m，每个高位斜交钻场布置8个钻孔，两个钻场间距钻孔重叠30m。后3个高位水平钻场施工钻机为MKD—5S型、钻杆Φ75、施工钻头直径Φ200.第一钻场钻孔长度为190～200m。第二钻场钻孔长度为200—210m，钻孔施工采用Φ200钻头。每个钻场布置6个钻孔.两个钻场间钻孔重叠30～35m。
（2）封孔方法与材料。钻孔完工后，用水将孔内钻渣冲净，然后送人抽放管用聚胺脂封孔，在岩石中封口长度不小于2.5m。聚胺脂两端各加一个木挡板，端口用水泥封住。每个抽放管上一个截止阀，抽放前先关闭。
（3）抽放管路。钻孔内采用3寸铁管，长度3m用3寸吸水带联接，进入积气室和Φ200mm支管路联接，然后进入主管路，经地面泵抽放至地面加以利用（瓦斯发电），抽放流程共计为3164m。
（4）高位钻孔抽放效果分析
①高位钻孔的末端浓度稳定在50%，总流量是45m3/min，抽放纯量是22.5m3/min。抽放效果良好并解决了采空区瓦斯的涌出，地面集中泵抽放浓度始终保持在30%以上，保证了瓦斯发电的所需浓度和瓦斯量。
②高位斜交钻孔在工作面推进30～40m时抽放效果最好，随工作面不断推进钻孔逐渐失效，钻孔利用率在60%左右、抽放浓度不稳定。
③高位水平孔在钻场搭接后抽放瓦斯浓度始终保持在50%以上，孔径大，抽放流量高，钻孔利用率达到100%，抽放浓度很稳定。
3.2 后路瓦斯治理采用后路预埋管路进行瓦斯抽放
该采面采用双趟抽放管路，第一趟专用于抽放高位钻孔（地面集中泵）；第二趟专抽放后路（移动抽放）后路预埋管抽放原理是在上巷超前压力区域内采用8寸吸水软管棕绳吊挂，随着工作面的推进吸水软管埋人上巷后路冒落区内主要抽放后路瓦斯，并保证后路和上隅角瓦斯不超限，管路的埋人在10～15m时进行回撤一次，回撤时使用手动葫芦把吸水软管从后路冒落区内拽出，并对接抽放支管随工作面不断推进在进行下一次的预埋。
后路预埋管抽放效果分析：
（1）后路抽放流量为43m3/min，抽放浓度保持在20%左右，抽放纯量是8.6n3/min，预埋管抽放法有效地解决了上隅角瓦斯不超限。
（2）可以对抽放软管的再利用，即节省了抽放材料又取得了很好的后路瓦斯治理经验和经济效果。
结论
（1）高位钻场抽放效果好，并且抽放瓦斯浓度稳定，保证了地面发电厂瓦斯发电所需的浓度和瓦斯量，但是只能抽放来源于采空区的瓦斯。
（2）上巷后路采空区预埋管路，抽放浓度较高；能解决上隅角瓦斯浓度不超限和降低上巷后路的瓦斯浓度。