杜儿坪矿瓦斯调查及分析

张艳鹏

摘 要：文章通过对山西省太原市山西焦煤西山煤电集团有限责任公司杜儿坪矿的瓦斯调查，发现存在上隅角的瓦斯超限问题并分析提出解决瓦斯超限的各种方法。

关键词：工作面瓦斯情况；超限原因；处理措施

1 我矿综采工作面瓦斯情况

1.1 通风系统布置

工作面采用“一进一回”的“U型”通风方式（即工作面采用正巷进风，副巷回风），回采期间瓦斯主要来源于本煤层瓦斯涌出、工作面裂隙带和冒落带积聚的瓦斯及工作面下邻近层卸压瓦斯，随着工作面瓦斯的涌出，在上隅角处瓦斯为最大。

1.2 瓦斯超限的重要原因

综采工作面在向前推进过程中，产生悬顶，工作面风流在上隅角漩涡处转弯，使得部分风流经过采空区悬顶处，带出采空区大量瓦斯，上隅角处于工作面的微风区域，不利于瓦斯稀释，大大提高了上隅角瓦斯积聚的几率。

2 针对瓦斯超限的处理措施

针对上隅角瓦斯超限问题，我矿主要采取了五种措施：（1）上隅角吊挂导风障；（2）调节工作面风量；（3）分源抽放瓦斯；（4）安设移动式抽放泵抽放上隅角瓦斯；（5）建立“沿空埋管”排瓦斯系统等，现分别进行分析：

2.1 上隅角吊挂导风障

综采工作面采煤期间发现上隅角瓦斯超限时，要立即从工作面靠近上隅角的第5道支架处引10米长的导风障至上隅角瓦斯积聚区，使得工作面的一部分风流引到上隅角，稀释上隅角瓦斯。

比如我矿72907工作面回采期间上隅角瓦斯超限时，及时在上隅角吊挂了导风障，将工作面一部分风流直接冲洗上隅角瓦斯，浓度瞬间降至0.6%左右，但使得工作面回风瓦斯增加了0.2%左右；同时导风障遮挡5道支架，严重影响到工作面割煤视线、安全出口、支架的挪移等方面的不便，从而会出现导风障被破坏，造成上隅角瓦斯浓度再一次积聚，起不到稳定作用，只能作为临时措施使用。

2.2 调节工作面风量

工作面回采期间分容易时期和困难时期，刚回采时处于困难时期，风量分配紧张，回风距离长、阻力大，工作面风量刚好满足生产需要，上隅角风量不容易带出采空区瓦斯；但随着回采推近到通风容易时期时，回风距离短、阻力小，工作面无形中就会加大风量，随着风量的增加，回风负压也增大，同时上隅角处采空区的风流就会发生变化，然后从上隅角漩涡处拽出大量瓦斯。

因此，在工作面回采期间，应随时观察工作面瓦斯情况，在回风口设置通风设施来调节工作面风量，遵循的原则就是：（1）工作面风量必须满足作业规程规定；（2）工作面风速不能超过安全规程规定

的要求；（3）根据上隅角瓦斯调整风量，确保上隅角与回风瓦斯相

当。

2.3 分源抽放瓦斯

（1）72907回风巷本煤层瓦斯钻孔：在72907回风巷施工本煤层瓦斯钻孔，进行回采前本煤层瓦斯预抽和回采期间边采边抽。

（2）72907回风巷裂隙带走向顶板钻孔：在72907回风巷施工裂隙带走向顶板钻孔，抽采采空区裂隙带及冒落带积聚的瓦斯。

该抽采系统是利用矿井分源抽采低浓抽采系统对工作面进行瓦斯抽采，可以保证72907工作面的瓦斯抽采效果。

a.72907工作面瓦斯抽采量

b.工作面瓦斯抽采率

工作面抽采率可根据以下公式进行计算：

η=QC标量/（QC标量+Qf标量）

式中：η-工作面抽采率 %

QC标量-工作面标况抽采纯量 取1.8m3/min

Qf标量-工作面风排瓦斯量 取3m3/min

所以η=QC标量/（QC标量+ Qf标量）=4/（4+6.5）≈38.1%

通过以上计算得72907工作面回采期间的瓦斯抽采率为38.1%。根据国家《煤矿瓦斯抽采基本指标AQ1026-2006》规定，72908工作面绝对瓦斯涌出量为10.5m3/min，瓦斯抽采率应≥30%。通过以上抽采率计算得72907工作面回采期间的瓦斯抽采率为38.1%>30%，符合《煤矿安全规程》、《煤矿瓦斯抽采基本指标AQ102

6-2006》。

2.4 安设移动式抽放泵抽放上隅角瓦斯

就72907工作面沿工作面回风巷铺设一趟Ф450mm抽采管路，末端与Ф600mm伸缩风筒连接，通过矿井低浓抽采系统抽采工作面上隅角瓦斯，伸缩风筒必须靠頂吊挂，距顶板不得大于300mm，上隅角打设的单体间距至少为700mm以便伸缩风筒可以穿过，伸缩风筒吸风口尽量伸入采空区，且必须超过上隅角切顶线以里500mm以上，抽放系统运行后，工作面支架间、上隅角及回风巷瓦斯浓度得到了有效地控制，出煤期间上隅角瓦斯浓度在0.7%-0.9%、回风巷瓦斯浓度在0.5%-0.7%，抽放瓦斯纯量2.5m3/min，使工作面能够续生产，收到初步好的效果。存在问题：（1）如果上隅角封闭不严，抽放的瓦斯浓度比较低，只有2%-3%；（2）上隅角需要长期维护；（3）因顶板冒落，上隅角伸缩风筒容易被压住吸风口。

针对以上问题提出建议：（1）生产队组要在上隅角最后一排单体后全断面垛好（煤、黄土或沙子等材料装的）袋子，伸缩风筒的吸风口必须在垛好的袋子里面，增强抽采效果，防止上隅角瓦斯积聚，每次割完一刀煤及时将上隅角处垛好的袋子随着断头支架的推移往前移，保证上隅角处全断面垛好袋子。（2）建议上隅角伸缩风筒换成抽放管，每隔5米加三通，一个吸风口朝采空区抽，另一个吸风口朝底板，随着工作面的推移不断往采空区压，可以大大增强上隅角处采空区的抽放效果，同时不影响移动泵的抽放负压。

2.5 建立“沿空埋管”排瓦斯系统

采用沿回风顺槽不采帮侧下部铺设聚氯乙烯抽放管一侧通排瓦斯横川，弯头一侧接伸缩风筒通上隅角的方式分离采空区瓦斯。

（1）随着工作面回采推进，当聚氯乙烯抽放管弯头与支架立柱对齐时，然后将专用排瓦斯巷排瓦斯横贯直接通采空区的抽放管堵片打开，最后将抽上隅角的抽放管上好堵片，保证在对接抽放管时上隅角瓦斯不超限。

（2）待上述任务完成后将聚氯乙烯抽放管弯头拆开对接抽放

管，每次必须对接3根聚氯乙烯抽放管，以此类推。管路铺设完毕后每推进一个循环在切顶线后部紧贴切顶支柱在不采帮上部与底板之间搭设一根圆木保护通排瓦斯风管的抽放管路，圆木必须接帮接底，防止被采空区滚落的岩石砸坏。

（3）对接完管路后，对接伸缩风筒，必须保证将风筒的吸风口接过上隅角向采空区延伸500mm，距顶板下300mm处。

（4）待以上工作全部完成后，到专用排瓦斯巷排瓦斯横贯先将抽上隅角的抽放管出口打开。

3 分析处理结果

前两种方法都是临时性措施，治理上隅角瓦斯的根本应该是建立抽放系统，应提前考虑、提前施工，早投入，早见效。

对于无自然发火史的矿井，采空区、邻近层瓦斯涌出量占总瓦斯涌出量超过50%的采煤工作面，采用“U”型通风系统与抽采工艺相结合，可以很好地服务于生产，大大地提高了煤炭产量，给本矿带来了很好的效益，解决了综采工作面上隅角处的瓦斯超限问题，也为以后高瓦斯工作面采用“U”型系统的应用奠定了坚实的基础，总结了存在问题的宝贵经验。

参考文献

[1]徐永忻.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]王省身.矿井灾害防治理论与技术[M]. 徐州：中国矿业大学出版社，1989.

[3]通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2002.