浅析综采工作面上隅角瓦斯综合防治技术

2014-09-24张鹏伟

城市建设理论研究 2014年25期

张鹏伟

摘要本文介绍了一八九〇煤矿16122-1综采工作面上隅角瓦斯积聚情况，分析了综采工作面上隅角瓦斯来源，确定了其瓦斯超限原因，采取了工作面顺层钻孔抽放、调整采区通风系统、安装专用抽瓦斯抽放管路、回风巷高位孔抽放和加风障导风等综合治理措施，最后利用上隅角插管对瓦斯进行抽采，从而解决了上隅角瓦斯超限问题，为16122-1综采工作面瓦斯治理提供了经验。

关键词：综采面；上隅角；瓦斯治理

中图分类号：C35文献标识码： A

一八九〇煤矿目前为高瓦斯矿井，16122-1工作面位于6#煤层北翼采区，工作面标高+1725m-+1755m。16122-1工作面上部为15121采空区，东面为风氧化带，西面为16122回风巷。16122-1工作面瓦斯含量测定结果如下：

取样点损失瓦斯含量W1(m3/t) 粉碎前常压解吸瓦斯含量W2(m3/t) 粉碎解吸瓦斯含量W3(m3/t) 残存瓦斯含量(m3/t) 吨煤瓦斯含量(m3/t)

16122-1运输巷640m处 0.0134 0.9752 3.7829 2.9457 7.7172

16122-1运输巷540m处 0.3268 0.9164 3.2928 2.9457 7.4887

16122-1运输巷420m处 0.1887 0.8804 3.0562 2.9457 7.0746

16122-1运输巷280m处 0.2208 0.6812 3.0012 2.9457 6.8489

根据《一八九〇煤矿16122-1工作面瓦斯涌出量预测》中分析可知，开采层瓦斯涌出量为5.3906 m3/t，邻近层瓦斯涌出量为0.7437 m3/t，则16122-1工作面瓦斯涌出量为6.1343 m3/t。根据1890煤矿现有采煤技术，按照回采工作面日产原煤3000吨计算，同时考虑到瓦斯涌出的不均衡性，则回采过程中绝对瓦斯涌出量为16.6132m3/min。在生产过程中，由于工作面上隅角和回风流中瓦斯出现瓦斯超限现象，严重威胁着矿井的安全生产，16122-1工作面上隅角瓦斯管理成了日常生产中的重点和难点。在探索综采工作面上隅角瓦斯治理的有效方法上，我们采用了上隅角插管对瓦斯进行抽采，解决工作面采空区瓦斯超限问题，取得了显著效果。

一、瓦斯超限原因分析

根据对一八九〇煤矿16122-1工作面现场瓦斯来源分析，其工作面上隅角瓦斯来源，确定瓦斯超限原因如下：

(1) 回采过程中其下部7号煤层的卸压瓦斯将会涌入16122-1工作面，将造成采空区瓦斯涌出较高及上隅角瓦斯积聚的问题。

(2) 回采初期，16122-1工作面实际配给风量750m3/min，日产原煤3000吨，配风无法满足生产需要，造成风量不足，新鲜风流经工作面到上隅角时，上隅角风量较小，导致16122-1上隅角采空区瓦斯积聚的现象。

(3) 综采工作面瓦斯涌出量较大，采空区浮尘较多，风流经工作面到采空区至回风巷流，工作面上隅角出现盲区从而导致上隅角瓦斯积聚。

(4) 综采工作面回采后进行放顶，顶板瞬间垮落，导致游离的瓦斯出现积聚现象。

二、上隅角瓦斯治理技术

1、工作面顺层钻孔抽放

根据瓦斯涌出预测和瓦斯来源分析，一八九〇煤矿16122-1工作面采用顺层钻孔预抽和边采边抽的抽采方法。16122-1工作面开采的6#煤层属于薄及中厚煤层，回采工作面设计倾向长度为105米，直接在运输巷布置深度为85米（工作面长度的80%为孔深）的平行顺层预抽，平行顺层预抽时钻孔与巷道夹角为90°,平行于开切眼，钻孔倾角随着煤层倾角变化而调整，尽量使全部钻孔处于煤层中，采取回采前期预抽，回采过程中边采边抽的瓦斯抽放方法。

2、采取调整采区通风系统

16122-1工作面采取的是U形后退式通风，回采过程中其下部7号煤层的卸压瓦斯将会涌入16122-1工作面，将造成采空区瓦斯涌出较高及上隅角瓦斯积聚等问题。前期16122-1试采过程中实际配给风量750m3/min。根据采区形成后调整供风量约为1500m³/min,工作面瓦斯浓度按0.6％计算，通风排瓦斯量Qp=Q×C/100=1500×0.6/100=9m3/min。而工作面绝对瓦斯涌出量为13.42m3/min（引用5号煤层），如不可抽放瓦斯，则工作面的瓦斯浓度将超限，尚需抽放瓦斯量＝QCH4-Qp=18.18-9=4.42m3/min工作面瓦斯浓度才能维持0.6％

3、上隅角插管抽放

根据上隅角瓦斯积聚现象，16122-1上隅角采用铺设专用抽放管路，采用低负压抽放系统对16122-1上隅角进行抽放，抽放管路在回风巷上隅角需调整管路插入后立柱的距离，从而来调整工作面上隅角瓦斯的抽放效率。

4、回风巷高位孔进行瓦斯抽放

在16122-1回风巷顶板向上隅角上方打抽放钻孔，钻孔在初始冒落拱上方，能够提前预抽冒落带、裂隙带中的瓦斯，从而降低回采后顶板垮出现上隅角瓦斯积聚现象。

5、采用引风障处理上隅角瓦斯

回采过程中，瓦斯涌出异常，最大时回风上角瓦斯浓度为1.4％，回风流瓦斯浓度1.1％。采取在上隅角打风障处理上隅角瓦斯，上隅角基本控制在0.6％左右。但由于现场条件影响，风障管理难度大，因此挂风障成了上隅角瓦斯治理的辅助措施。

三、抽采效果

通过方案的实施，16122-1工作面上隅角瓦斯控制在0.7%，回风流瓦斯为0.4％，综采工作面瓦斯浓度为0.6％，16122-1上隅角瓦斯治理取得了良好的成效。

四、结束语

(1)综采工作面的上隅角瓦斯治理，必须进行详细地原因分析，根据具体情况采取有针对性的综合措施。

(2)采取调整采区通风系统，可以较好的实现采区的风量配备，但靠风排瓦斯是有一定的局限性，且非生产区域瓦斯浓度难以保证。

(3)通过生产实践证明，当工作面上隅角瓦斯浓度较高时，采用回风巷上隅角插管抽放的方法，是实现上隅角瓦斯综合治理的一种安全、稳定、可靠的方法。