高瓦斯综放工作面上隅角瓦斯综合治理技术

李全义 秦来昌 尹大洲 张进领

（河南能源集团安阳鑫龙煤业红岭煤矿，河南省安阳市，455145）

红岭煤矿14161综放工作面煤层瓦斯含量高，由于开采强度大，工作面绝对瓦斯涌出量增大，大量游离瓦斯通过采空区涌出，造成工作面上隅角瓦斯聚积，使上隅角经常处于瓦斯超限状态，公司组织技术人员对14161工作面瓦斯涌出进行了研究分析，提出并实施了高位钻孔抽采、上隅角埋（插）管抽采、加强通风、水射流风机等综合治理措施，有效地防治了上隅角瓦斯超限问题。

1 工作面概况

14161工作面位于14采区下部，垂深600m，是红岭煤矿瓦斯涌出量较大的一个工作面。工作面沿走向布置，平均煤厚5.2 m，煤层倾角19°～25°，上、下巷道采用U 型钢支护，顶、底板为砂质泥岩。采用走向长壁综采放顶煤一次采全高全部垮落法采煤，循环进度0.6m。U 型通风方式，下巷道进风、上巷道回风。

2 上隅角瓦斯涌出原因分析

14161工作面在风压作用下，风流大部分直接从工作面通过，仅少部分风流通过工作面中下部流经采空区。随着工作面的回采，采空区内释放的游离瓦斯积聚较多，浓度较高，因此，工作面采空区积聚的瓦斯随风流涌入工作面上隅角，造成工作面上隅角瓦斯积聚。

由于采空区内瓦斯浓度较高，含有高浓度瓦斯的混合气体密度相对于空气轻，采空区内上下高差使瓦斯产生一种自然上浮的作用力，有助于高浓度瓦斯向工作面上隅角运移。

当瓦斯气体运移至上隅角附近，由于主风流方向的改变和空间条件限制，上隅角处的风流易形成涡流，且风流流速较低，含瓦斯风流部分处于不断旋转中，较难进入主风流中，使瓦斯在上隅角及附近循环运动积聚在涡流区中，形成上隅角瓦斯大量积聚和涌出。

3 上隅角瓦斯综合治理技术

3.1 高位钻孔抽采技术

根据测定结果，从进风 （下巷道）至回风 （上巷道）沿工作面倾斜方向，瓦斯浓度逐渐递增，到上隅角附近瓦斯最高。根据工作面顶板岩性、煤层厚度等因素，对采空区顶板垮落 “三带”进行了划分，决定利用高位钻孔抽采上隅角及附近采空区裂隙带瓦斯，从而降低上隅角瓦斯涌出量。

通过分析，红岭煤矿决定在上巷道开口布置高位钻场，钻场与钻场之间相距85 m。每个钻场从上巷道下帮开口掘进至煤层顶板内，高位钻场的上平台底板距煤层顶板法线不低于3m，每个钻场设计钻孔8个，孔深125m，钻孔控制在切眼距上隅角上帮巷壁不大于40m 的范围内，距煤层顶板高度为18～36m 采空区裂隙带内。将高位钻孔孔口管用聚氨脂及水泥砂浆封好后，接抽采管路抽采，有效解决了工作面上隅角瓦斯涌出问题。

3.2 上隅角埋 （插）管抽采技术

采用高位钻孔抽采虽然减少了向上隅角涌出的瓦斯量，但由于部分瓦斯气体随风流运移至上隅角附近，还必须对上隅角处的瓦斯进行治理。红岭煤矿利用低负压大管径抽采管进行了埋 （插）管抽采。采用从上巷道敷设直径315 mm 的瓦斯抽采管，在距切眼100 m 处增加三通阀门，分成两趟后加设阀门和孔板流量计，接入直径为200mm 的抽采钢丝软管敷设至上隅角，并插入上隅角垒好的煤袋墙内进行抽采。

为保证抽采效果，垒砌的煤袋墙必须用黄泥进行勾缝封堵，防治瓦斯涌出和墙内抽采管吸入空气。抽采管通过加设的阀门调节负压，通过孔板流量计检测上隅角瓦斯抽采情况。

3.3 增加工作面风量

由于采取了高位钻孔和上隅角埋 （插）管抽采，采空区瓦斯涌出量大幅减少，这时增加工作面风量就可以吹散上隅角及附近积聚在涡流区中的瓦斯。根据工作面情况， 将风量由原来的900m3／min配风到1100m3／min。配风后，上隅角及回风流瓦斯浓度均降低到0.4%以下，确保了正常生产。

配风前，红岭煤矿还对下隅角采取挂风帘堵漏风措施，即从下巷端头支架以里沿着下尾巷向上10m 范围吊挂，布帘吊挂必须接到顶、帮，能有效起到降低采空区漏风宽度的作用，从而减少了采空区瓦斯涌向工作面上隅角流量。

3.4 上巷插管抽采和水射流风机处理局部瓦斯积聚措施

14161工作面掘进时因煤质松软和瓦斯涌出量较大，上、下巷道均沿顶掘进，但回采采用综采放顶煤采煤方法对上、下巷管理不利，回采前必须在上、下巷落底、替棚和绞架，这样上巷顶部绞架处局部区域形成瓦斯积聚，因此红岭煤矿采取在近上隅角处利用上隅角抽采管路的分支管插入顶部瓦斯超限处抽采；在上巷道替棚、绞架处利用水射流风机处理局部积聚的瓦斯，解决了局部瓦斯积聚问题。

4 结论

红岭煤矿14161综放工作面采取高位钻孔抽采、上隅角埋（插）管抽采、增加工作面风量、上巷插管抽采和水射流风机处理局部瓦斯积聚等瓦斯综合治理措施，彻底解决了上隅角瓦斯超限问题，工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.4%以下，局部最高瓦斯浓度也降低到0.5%以下，工作面单产由原来的2200t，提高到3100t，保证了工作面的高产高效。

［1］ 匡帅，何俊等.屯留煤矿N2202综放面上隅角瓦斯治理技术研究 ［J］.中国煤炭，2013 （3）

［2］ 王志亮，陈善文等.孔庄矿7354工作面上隅角瓦斯治理模式研究 ［J］.中国煤炭，2012 （11）