一平浪煤矿 云南楚雄州 651217
摘要：瓦斯抽采技术可以使矿井煤层中的瓦斯含量大大降低，有效减少由于瓦斯含量过高而引发瓦斯事故的可能。随着采掘深度增加，巷道瓦斯抽采技术已经成为瓦斯防治的第一道关卡，煤矿高产高效的保证条件。瓦斯抽采率的提高，在以往煤层开采进程中出现的瓦斯大量涌出的现象也得到了解决和处理，从而使得瓦斯的抽采效率以及抽采量得到增长，高效推进了顶抽巷抽采项目的工作进程，并取得了极大成效。
关键词：顶抽巷瓦斯抽采技术应用及效果分析
1瓦斯涌出量增加机理
在煤炭实际开采过程中，伴随着采掘深度不断增加，顺着煤层重力方向的压力愈加增强，呈现着压力增长的趋势，煤岩体呈现出了压缩的形态。而处在采空区下端位置底板压力逐步降低，呈现出压力越来越小的趋势，煤岩体呈现为膨胀的形态。煤岩体呈现出了压缩—膨胀—压实的区域。在膨胀部分与压实部分交界之处，煤岩体的压力不停地增长。在此种状况之下，极易出现变形以及剪切的现象，甚至可能会出现剪切破损的状况。处在膨胀部位的煤岩体极有可能会出现断裂、破碎等状况。在煤层采掘过程中，煤层底部的形态不停的产生着变化，与之相邻的周边的岩层也经受到了不同力度上的影响，从而造成了裂缝带的形成。此时，与煤层相邻的周边的煤层承受压力的形态也产生了巨大的改变。以往状态下需要承受整个上段地层的压力，变换成为单一的承受着开采地层的压力，煤层的自身质量得到了极大程度上的减弱。在一定范畴之内的煤层也出现了一定的形态变化，煤层压力卸减地带也逐步形成。在煤层卸压带与裂缝带的双重作用之下，煤层中的瓦斯状况受到了明显改变，煤层的透气性也得到了增长，从而使得煤层中的瓦斯吸收分解动态稳定平衡逐步被破坏。并且，为煤层下段中的瓦斯向上涌动提供了更加方便、便利的通道。顶抽巷瓦斯抽采技术就是在煤层区的顶板部位开掘巷道，设计钻场布置钻孔对煤层顶部瓦斯进行预抽。顶抽巷钻孔布置将依据瓦斯涌出量增加机理，对顶抽巷瓦斯抽采技术的使用展开分析和探讨，从而达到降低煤层瓦斯含量、提高瓦斯抽采率的目的，保障预抽煤层采掘接替正常进行。
2顶抽巷瓦斯抽采技术应用
煤矿生产规模为90万吨/年，煤与瓦斯突出矿井，煤尘无爆炸性，煤层不易自燃，煤层平均倾角3-6°，边界式通风，斜井开拓，工作面Y型通风，倾向长壁采煤，全部垮落法管理顶板，无煤柱沿空留巷，矿井瓦斯涌出量为55.10m³/min，二氧化碳涌出量为4.94m³/min，矿井可采煤层3层，煤层编号为M14、M15、M16，煤层层间距由上往下为30m、36m，煤厚2.3m、3m、3.5m，M14煤层最大瓦斯含量为4.32m³/t、煤层瓦斯压力0.30Mpa，M15煤层最大瓦斯含量为9.26m³/t、煤层瓦斯压力0.82Mpa，M16煤层最大瓦斯含量为11.2m³/t、煤层瓦斯压力0.91Mpa；矿井首采M14煤层作为上保护层开采，现井下布置有二采四掘：11145采煤工作面、11146备采工作面、11151工作面胶带巷掘进、11151工作面轨道巷掘进、11152工作面轨道巷掘进、11155工作面顶抽巷掘进，采煤工作面剩余倾向长3763m、走向200m，11151掘进工作面设计长2200m；现11151掘进工作面掘进前已掘进11151、11153工作面顶抽巷，顶抽巷布置在距M15煤层顶板法距15m位置，11151工作面顶抽巷平行11151工作面胶带巷布置，平面位置相距100m；11153工作面顶抽巷距11151工作面顶抽巷和11155顶抽巷相距均为400m。
在11151顶板抽采巷中每隔20m布置一个钻场，钻场根据M15煤层的有效抽采半径2m设计80个钻孔控制11151工作面胶带巷和11151工作面轨道巷掘进前方20m及巷道轮廓线外15m，共布置钻场110个、钻孔8800个，顶部设计25个钻孔、间隔10m抽采11141工作面、11142工作面采空区瓦斯，共布置采空区钻孔2750个；在11153顶板抽采巷中每隔20m布置一个钻场，钻场根据M15煤层的有效抽采半径2m设计80个钻孔控制11152工作面轨道巷和11153工作面轨道巷掘进前方20m及巷道轮廓线外15m，共布置钻场110个、钻孔8800个，顶部设计25个钻孔、间隔10m抽采11142工作面、11143采空区瓦斯，共布置采空区钻孔2750个；每个钻场设置5个自动放水器，钻孔采用“两堵一注”带压封孔，封孔段长度不小于8m，钻孔全程下套管，下行孔压风管设置距钻孔口15m，末端2m采用花管，下行孔积水用压风管和抽采套管通过自动放水器排除。
3顶抽巷瓦斯抽采技术的应用效果
原M14煤层开采采用顺层条带预抽作为区域防突措施，瓦斯抽取采支管浓度在12%~18%之间，平均瓦斯抽采量在每分钟2~3m3之间；11151工作面采用顶抽巷抽采瓦斯后，瓦斯抽采支管的浓度明显的上升，支管的浓度范畴转变为36%~48%之间，平均瓦斯抽采量升高至每分钟6~8m3，瓦斯抽采量最大会达到每分钟9.36m3。针对单一钻孔的瓦斯抽采浓度测算计量可以得出，单孔的瓦斯浓度在70%~80%之间。由此可以发现，顶抽巷瓦斯抽采有效提高瓦斯抽采浓度。
在11151工作面瓦斯抽采过程中，总共用时1231d，完成了11151掘进工作面瓦斯预抽，经过每个区段区域防突效果检验，最大残余瓦斯含量为3.148m³/t、最大残余瓦斯压力为0.28Mpa，符合《防治煤与瓦斯突出细则》第四十三条第三款、第四十四条的规定，现掘进工作面已掘进240m，掘进工作面综掘机正常掘进时瓦斯浓度最大值为0.56%、平均0.39%，瓦斯治理效果明显。
在采空区钻孔连抽之后，两个相邻的煤层区瓦斯涌出量也将会实现明显的管控治理成效，11145采煤工作面瓦斯的浓度逐步下调至2%上下，呈现出显著的下降趋势，能够保障开采区的总瓦斯涌出量大大降低，保障了工作面的安全稳定以及良好的通风状况。
结束语
煤矿掘进前施工顶抽巷，对突出煤层掘进工作面采取区域防突措施效果明显，可利用顶抽巷对顶部M14煤层采空区瓦斯进行抽采，整体减少区域范围内瓦斯，增加瓦斯抽采浓度和抽采量，提高地面瓦斯发电量；11151顶抽巷在11151采煤工作面回采后向下布置采空区钻孔，抽采11151采煤工作面采空区瓦斯，且11151工作面轨道巷每隔100m布置一条联络巷与11151顶抽巷贯通，11151顶抽巷作为11151采煤工作面专用回风巷，工作面Y型通风能够有效解决上隅角瓦斯经常超限问题；顶抽巷布置，一巷多用，从瓦斯抽采和通风两方面治理瓦斯，从而保障了煤矿安全生产。
参考文献：
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