浅谈综采工作面上隅角瓦斯综合治理的方法和措施

高俊德

摘  要：根据某矿1403综采工作面的煤层瓦斯特征，制定出上隅角瓦斯抽放、煤层浅孔注水等瓦斯综合治理方案，防止了瓦斯超限事故。探讨了综采工作面瓦斯综合治理方法和措施，以提高瓦斯治理效果，保证矿井的安全生产。

关键词：煤矿;上隅角;瓦斯;综采工作面

中图分类号：TD712.5             文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.131

1  综采工作面煤层赋存情况

以某矿水平采区1-1403综采工作面为例，该综采工作面位于某县清水乡赵寨行政村段家焉自然村东南91 m处，冯家塔自然村南，东南至狄家畔小煤窑采空区边界。近邻1-1402工作面的上部为1-1202工作面采空区。1403工作面切眼距浅埋区1 457～1 577 m，横跨浅埋区120 m，煤层埋深41～48 m。4#煤层平均厚度约3.5 m，3#、4#煤合层厚度为7.5～8.5 m，煤层倾角为2～4°，平均倾角为3°。2#、4#煤层间距为6.5～14.0 m。地面标高为：+1 025.6～+880.7 m，工作面标高为：+820～+885 m。

井田4#煤层为低瓦斯煤层，瓦斯涌出量为0 m3/min，对工作面回采不会造成危害，但煤层中局部有H2S气体涌出，煤尘具有爆炸危险性，属自燃煤层，自燃发火期为87 d，煤尘爆炸指数为45.39%.

矿井通风方式为中央并列式全负压通风，主、副井进风，风井回风。现矿井总进风量为10 912 m3/min，总回风量为11 491 m3/min，矿井负压为960 Pa。

2  综采工作面瓦斯涌出异常的原因

1-1403综采工作面回采至1-1202工作面采空区下方时，瓦斯涌出异常，其浓度达到0.5%以上。这给工作面的正常工作带来了严重的影响，可能是由以下三方面原因导致的：①综采工作面深入到瓦斯区域，且3#煤层和4#煤层组合层的瓦斯含量较多，导致工作面涌现出大量的瓦斯。②综采工作面与上分层2#煤层开采空间区层空间相隔较近，上分层（2#煤层）开采空间区域的瓦斯特别容易涌入工作面。③在1-1403综采工作面回采过程中，采空区顶板不停地垮落、下沉，使1-1402和1-1403工作面煤柱的压力增大，同时，端头支架降架、移架过程中的煤柱压力增大，造成顶板下沉。位于1-1402采空区地带的瓦斯穿过裂缝间隙涌入1-1403工作面。

3  综采工作面瓦斯治理的方法和措施

3.1  上隅角抽放

在综采工作面顺槽安设一台移动式抽放泵，以抽放上隅角瓦斯，仅供临时使用。在上隅角处铺设一排长度在0.5～1 m之间的抽放花管（采空区内），然后采用低负压抽放。该管子与回风系统的瓦斯抽放管相连，这样就能在隅角处形成一个负压区，使隅角处的瓦斯向抽放管子流动，从而保持瓦斯抽放系统的完整性。另外，要指派特定人员在瓦斯泵站实时监测，每小时巡回检查1次瓦斯泵的工作状态，并认真写好工作日志。由通风队在瓦斯泵站位置安装瓦斯、温度、流量、一氧化碳传感器，以实时监测瓦斯抽放参数。

3.2  上隅角管理

及时拆除两巷顶锚，保证上下边角处的顶板完全松垮塌落，缩减瓦斯聚集空间。如果顶板松垮塌落不及时，则应将上、下隅角按照要求每相隔5 m设立一道全断面充填墙，避免或者减少涌入上隅角的采空区瓦斯。在上隅角周边悬挂瓦斯便携仪，一旦瓦斯浓度大于标准值1%时，便携仪就会立即警报，工作人员听到警报后应及时采取处理措施。为规范瓦斯管理工作，可以在上隅角有效的充填范围内构建一道净化水幕，并保证各生产班组及时开关净化水幕，以控制上隅角温度。另外，为规避因上隅角积聚瓦斯引起的事故，可在刮板输送机末端设置长度为10 m的导风帘，并与综采工作面呈35～40°倾斜角，从而充分稀释上边角瓦斯。

3.3  工作面浅孔注水

通过施工注水孔，增大煤体的透气性，减小煤体的瓦斯压力，改变瓦斯状态，由吸附状态转向游离状态，通过注水孔涌入工作面，同时，在注水过程中，大多数游离状态的瓦斯被较高压力水挤出并提前释放。在这种双重作用下，减小了瓦斯涌出量。因此，应每天指派专门的人员负责工作面的浅孔注水工作。在工作面11-131架均匀分布钻孔，保证各孔之间的距离在1.5 m左右，深度在6 m左右，且均与煤墙垂直。

3.4  保证两巷动压区高度

加大两巷动压区的通风管理工作，指派特定的人员开展锚杆支护和巷道维护工作，依据两巷的实际压力情况，适当调整两巷双侧支护长度，确保两巷动压区的通风断面在设计断面的90%以上。

3.5  加大工作面顶板的管理力度

在煤矿作业中，综采工作面容易出现片帮和冒顶的现象，这主要是因为综采工作面3#煤和4#煤合层的开采高度较高，且3#煤质硬度不够，顶板的作用压力一般较大，特别容易出现瓦斯涌出异常情况。为有效避免此类现象的发生，在采煤过程中，一定要跟机拉架，合理应用护帮板，支架支撑力应满足要求。一旦遇到顶板破碎的情况，应提前拉超前架，以加强顶板支护。

3.6  指派特定人员看管瓦斯探头

通风队应指派特定人员监管回风巷中的瓦斯传感器，如果瓦斯浓度大于0.7%时，应立即发出停止工作的信号。只有瓦斯浓度降至0.6%以下时，方可继续生产。

3.7  端头支架移架方法

在顶板完整、无地质变化的情况下，煤机经过机头、机尾时不得先拉煤机尾部末端支架，以防因工作面风流经过末组支架后带出大量的上隅角高浓度瓦斯，发生瓦斯超限事故。

4  综合治理效果

通过上述综合治理方法和技术的应用，降低了综采工作面上隅角、回风流中的瓦斯浓度，有效防止了回风巷中出现高浓度瓦斯，实现了该工作面瓦斯零超限，为工作面的安全生产提供了保障。

5  结束语

本文结合具体的工程实例，对工作面、上隅角等各个开采部位采取综合治理措施，且综合治理效果良好，对解决该工作面瓦斯超限具有重要意义。

参考文献

[1]张平林.浅谈综采工作面瓦斯综合治理的方法和措施[J].科学咨询，2014（16）：51，53.

[2]李海明.浅谈综采工作面瓦斯的防治[J].科技风，2013（13）：169.

[3]马伟.浅谈高瓦斯综采工作面如何加强瓦斯综合治理的一点心得[J].科学咨询，2013（34）：65-66.

[4]王胜奎.浅谈高瓦斯大倾角综采工作面瓦斯治理[J].企业技术开发（下半月），2011（7）：171-173.

〔编辑：王霞〕

On the Mechanized Mining Methods and Measures Work Surface Corner Gas Integrated Governance

Gao Junde

Abstract： According to a 1403 mine fully mechanized coal face of coal seam gas characteristics， and work out on the corner gas drainage， water injection hole Shallow Gas comprehensive control programs to prevent the gas overrun accident. Explores the fully mechanized coal face of gas comprehensive management methods and measures to improve the effect of the gas control to ensure the safety of the mine production.

Key words： coal; upper corner; gas; mechanized mining face