0 引言

高抽巷是目前国内治理采空区遗煤瓦斯和邻近层卸压瓦斯的高效技术之一，它利用煤岩采动裂隙贯通采空区、邻近煤岩层和高抽巷，提高了气体流动通道的渗流能力，有助于采空区气体抽入高抽巷，防止回采工作面漏风气流携载采空区瓦斯导致上隅角超限[1-6]。高抽巷的布置层位是影响抽采效果的关键因素，近年来有关这方面研究比较成熟，有经验公式法、数值模拟法和现场实测法等研究方法，这些方法均基于顶板采动破断规律，遵循采空区竖直方向和水平方向的最大裂隙范围为最佳抽采区域的原则，进而确定高抽巷距开采层的垂距和平距[7-12]。潞安矿区经过多年的摸索，已经掌握该地质条件开采下布置高抽巷的基本模式[13-20]，形成了成熟的经验式指导技术。本文以郭庄煤矿为例，详细介绍潞安矿区在高抽巷的应用技术，同时结合自身矿井特点，实现资源合理分配，再促高抽采效果增升新台阶。

1 试验工作面概况及高抽巷布置层位

3316工作面位于南翼采区，开采3号煤层，煤厚约6.00 m，煤层平均倾角8°，工作面东侧为3315工作面，西侧为3317工作面，北侧为3306工作面，南侧为DF01断层。3316工作面设计走向长为780 m，设计倾向长为210 m，设计生产能力6 000 t/a，采用U型一进一回的通风方式。实测3316工作面3号煤层最大瓦斯含量为9.16 m3/t，经预测采空区和邻近层瓦斯涌出量为工作面瓦斯涌出主要来源，据已完成回采的工作面开采数据可知，回采期间上隅角瓦斯超限极为严重，长期处于0.8%左右，极大地影响了工作面生产安全。因此，工作面采用多重瓦斯联合抽采技术，包含顺层钻孔预抽本煤层瓦斯，走向高抽巷利用顶板裂隙带抽采邻近层和采空区瓦斯，上隅角区域插管、埋管抽采采空区瓦斯。

排卵期出血一般是在出血多、时间长才需要治疗，所以，很少数的病人才需要治疗。治疗时可以口服短效避孕药，抑制了排卵，自然不会有排卵期出血。或者使用黄体酮也可以达到类似的效果。

1.1 经验公式法

为了保证高抽巷裂隙带瓦斯抽采效果，需对回采工作面采空区上覆岩层裂隙发育区域范围进行分析，进一步确定高抽巷合适层位。冒落带和裂隙带高度的经验公式较多，各个矿区实际情况均有较大差异，选择合理的经验公式必须要考虑顶底板各煤岩层物理力学参数。根据潞安矿区多次试验，普遍认同式(1)、式(2)符合实际条件，Hm、Hl分别为冒落带和裂隙带高度。

 

(1)

 

(2)

式中，h为采高，取5.99 m；k为冒落岩石的平均碎胀系数，取1.25；α为煤层平均倾角，取8°；a、b、c为待定常数，根据煤层上覆岩层确定，参考表1中3316工作面顶板岩层的物理力学参数确定参数值分别为1.6，3.6，5.6。

经计算可得，冒落带理论高度为24.2 m，裂隙带顶部理论高度为39.8～51.0 m，则裂隙带理论范围为24.3～51.0 m。

1.2 数值模拟法

街道还会不定期举行大型消防演练，主要由辖区内的消防大队组织开展，每次演练都需要九个社区派人过去参与、学习。 消防演练能够普及救火救援知识，对于社区微型消防站成员的实际学习效果还带有考证。

 

表1 3316工作面顶底板岩石物理力学参数Tab.1 The rock physical and mechanical parameters of top and bottom in 3316 working face

  

岩石种类体积模量/GPa剪切模量/GPa内摩擦角/(°)内聚力/MPa抗拉强度/MPa密度/(kg·m-3)厚度/m粉砂岩2.0201.709334.10.862 4008.33中粒砂岩5.8334.375285.00.972 61010.85细粒砂岩5.9144.622385.01.032 60031.10中粒砂岩5.8334.375285.00.972 6104.17粉砂岩2.0201.709334.10.862 40017.75中粒砂岩5.8334.375285.00.972 6100.32砂质泥岩1.6131.260343.50.062 1004.623号煤层1.1900.368252.00.031 4005.99砂质泥岩1.6131.260343.50.062 10013.41中粒砂岩5.8334.375285.00.972 6102.20

  

图1 3316工作面数值模型Fig.1 The numerical model of 3316 working face

煤层开采后，上覆岩层自上而下分为5个区：弹性区、塑性破坏区、拉张裂隙区、拉张破坏区和局部拉张区。拉张破坏区主要分布在采空区上方拉应力区岩层内，其上部发育拉裂隙区，产生单向或双向裂隙；塑性变形区主要发生在支撑压力区和拉张裂隙区之上的下沉盆地中岩层内，其上岩层处于弹性区。由此，可以将弹性区和塑性变形区划分为弯曲下沉带，将拉张裂隙区划分为裂隙带，而将拉张破坏区及局部拉张区划分成冒落带。因此，塑性变形区的下限可以定义为裂隙带的上限，拉张破坏区的上限可以定义为裂隙带的下限，或者说，将岩层因为应力超过了屈服强度或抗剪强度而开始发生塑性变形或剪切破坏的岩层高度定义为裂隙带的上限，而将岩层双向拉应力都超过了抗拉强度而开始发生大变形的岩层高度定为裂隙带的下限。

观察组患者采用依达拉奉治疗,给予患者依达拉奉(西安利君制药有限责任公司国药准字H20120042)给予静脉注射的方式进行治疗,持续治疗时间为21d。

按照上述原则，通过对工作面推进不同距离时的顶板塑性区区域的考察，得到了顶板裂隙带顶部发育高度的变化曲线如图2所示。

  

图2 顶板裂隙带发育高度随工作面推进距离分布Fig.2 Distribution of the height of the roof fissures with the advancing distance of the working face

2015年2月17日，调整3316高抽巷抽采系统由地面泵站抽采切换至三采区临时泵站抽采，并全面开启高抽巷阀门。由图5可知，抽采系统和阀门调整后，3316高抽巷的混合流量大幅度上升，瓦斯浓度稳定在3%～4%，截止3月27日，高抽巷混合流量225.21 m3/min，纯流量8.11 m3/min，上隅角瓦斯浓度能控制在0.4%以内，有效保障了工作面回采安全。

2014年12月7日，将3316高抽巷阀门开启1/3，用地面泵站低负压管路进行抽采。由图4可知，3316高抽巷瓦斯浓度逐步降低，混合流量逐步升高，两者在2015年2月11日以后逐步趋于稳定状态，截止2月16日，高抽巷瓦斯浓度最高为9.4%，瓦斯纯量为4.65 m3/min，上隅角瓦斯浓度能控制在0.5%以内。

采用FLAC3D数值模拟软件对计算模型进行不等分划分，工作面和巷道区域采用精细单元划分，按照周围稀疏、中部密集的原则进行划分，考虑到当工作面回采到一定距离时，上覆岩层裂隙带发育将趋于稳定，建立走向长500 m、倾向长300 m、高100 m的物理计算模型。模型中部分煤岩层物理力学参数见表1，工作面数值模型如图1所示。

2 分段配抽效果考察

2.1 第1阶段埋管预排

2014年12月6日在3316轨道巷新增一趟φ325 mm管路与φ530 mm管路对接完成，实现3316工作面高低负压分源抽采，实测瓦斯浓度最高2%，负压16 kPa，混合流量58 m3/min，纯流量1.16 m3/min。由图3可知，埋管抽出大量积存在采空区的瓦斯，漏风流携载进入上隅角的瓦斯大大较少，3316上隅角和附近区域的瓦斯浓度明显降低，但处于0.5%以上，安全指数较低。

  

图3 抽采流量与上隅角浓度关系Fig.3 Relationship between extraction flow and upper corner concentration

2.2 第2阶高抽巷小幅度开启

为保证抽放效果，高抽巷布置层位应位于裂隙带的中下部和冒落带的上部，同时防止高抽巷在工作面回采过程中很快遭到破坏，经验值表明1.0～1.5倍采高为安全保险高度。据此确定3316工作面布置高抽巷的合理层位：距开采层垂距33.3～39.8 m，距回风巷平行距离30～40 m。

  

图4 第2阶段高抽巷混合流量与瓦斯浓度关系Fig.4 The relationship between mixed flow and gas concentration in second stage high pumping alley

2.3 第3阶高抽巷全面开启

由图2可知，当工作面推进140 m，顶板裂隙带发育至3号煤层顶板以上51.74 m，随后顶板裂隙带发育高度在周期来压影响下基本稳定在51 m，3316回采工作面回采期间顶板裂隙带高度约51 m。该数值和经验公式计算的39.8～51.0 m一致。

  

图5 第3阶段高抽巷混合流量与瓦斯浓度关系Fig.5 The relationship between mixed flow and gas concentration in third stage high pumping alley

3 结论

(1)基于3316回采工作面顶板岩石的物理力学参数，选择经验公式计算顶板冒落带和裂隙带范围，在1.0～1.5倍采高的安全保险高度基础上确定高抽巷距开采层垂距33.3～39.8 m，距回风巷平行距离30～40 m。

式中 c为水质因子浓度（mg/L）；t为时间（s）；E为扩散系数（m2/s）；U为对流速度（m/s）；S为水质因子的内部源（mg/（m·s））；W为外部源（mg/（m·s））。

(2)高抽巷从第2阶段至第3阶段实现了采空区和邻近层瓦斯抽采，分段配抽将上隅角瓦斯浓度分别控制在5%和4%以内，保障回采安全高效。

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