下行通风采区综采工作面瓦斯治理技术研究

摘要：分析综采工作面瓦斯来源，通过优化通风系统，对32块段通风系统进行调控，改变采空区内的压差，改变风流流动方向，阻止了3224工作面采空区内瓦斯向3226工作面流动，同时结合3226工作面风巷向上隅角采空区施工斜交钻孔进行瓦斯抽放，杜绝了瓦斯超限，实现了安全生产，消除了安全隐患。

关键词：上隅角；瓦斯治理；采空区；瓦斯抽放

1. 工作面概况

3226工作面上区段西紧靠3224工作面（已回采），东到F5断层下盘，北到3226切眼，南到32块段上山保安煤柱。32煤层属于二迭系上统上石盒子组，下距K3砂岩60～90 m 。该面的煤层厚度1.60～3.30m，平均2.57m，煤层倾角12～30°，平均20°。煤层赋存较稳定，结构复杂，以一层薄夹矸为主，夹矸岩性为泥岩或炭质泥岩，厚0～0.67m。3226综采工作面平均走向长度582m，平均倾斜长度为185m，于2017年1月份进行试采，采用单一走向长壁采煤法，推进方式为后退式回采。3226工作面采用“U”型通风，初采期间配风量1580m3/min，初采期间工作面上隅角甲烷浓度0.6%，回风巷甲烷浓度0.2%。采过90m后，工作面甲烷浓度逐渐增大，上隅角瓦斯最大达2%，严重影响工作面安全生产，先后采取增大工作面风量、上隅角采用风障以及工作面施工释放钻孔，均不能解决上隅角瓦斯问题。经过分析瓦斯主要来源为3224采空区及本工作面采空区瓦斯。

2. 上隅角瓦斯来源分析

“U”型通风系统风流分为两部分，在进、回风巷风流压差作用下，一部分直接从工作面流过，一部分流入采空区，进入采空区的风流携带大量瓦斯从采煤工作面上隅角流出。3226工作面上部3224工作面采空区由于受采动影响形成大量裂隙，加之本采区为下行通风采区，上部已回采工作面采空区内的瓦斯随风流动力影响向下移动，已回采工作面采空区瓦斯通过裂隙在压差的作用下流向3226工作面上隅角。

目标工作面的瓦斯来源以及两工作面位置关系如下图1所示。

Fig.1Schematic diagram of working face and goaf location

3. 上隅角瓦斯治理技术

为保障安全生产，通过优化通风系统，对32块段通风系统进行调控，改变采空区内的压差，改变风流流动方向，阻止了3224工作面采空区内瓦斯向3226工作面流动，同时结合3226工作面风巷向上隅角采空区施工斜交钻孔进行瓦斯抽放，杜绝了瓦斯超限，实现了安全生产，消除了安全隐患。

3.1、均压法

（1）临近采空区均压。

通风系统改造前，3220风巷、3224风巷封闭墙处于进风侧，墙属于低负压区，造成采空区瓦斯经留设煤柱裂隙向3226工作面风巷涌出。经过实践检测，临近采空区瓦斯涌出总量占30-50%。经过对上部车场、三中车场构筑临时通风设施，增大3220风巷、3220机巷、3224风巷、3224机巷封闭墙负压，使得机巷、风巷压差趋于0，达到均压的效果，使采空区风流缺少动力的影响无法流动运行，达到采空区瓦斯不向3226工作面风巷溢出，避免了采空区瓦斯向回采工作面涌出，不仅利于采空区内部防火，而且杜绝了瓦斯超限，实现了安全生产，消除了安全隐患。下图2为调整后的通风系统示意图，

（2）该回采工作面采空区均压。在进、回风巷风流压差作用下，一部分流入采空区，进入采空区的风流携带大量瓦斯从采煤工作面上隅角流出。经过实践检测，临近采空区瓦斯涌出总量占15-25%。采取上下隅角充填封堵，减少漏风，让采空区内缺少风流流动动力，减少采空区瓦斯流向上隅角。

3.2、工作面风巷施工斜交钻孔抽放上隅角采空区瓦斯

在风巷F26点向后20m处向上隅角施工斜交钻孔，终孔位置在3224机巷与3226风巷之间，距离煤层顶板不超过10m。动态对3226工作面抽放系统进行了优化，拆除斜交钻孔抽放效果差的钻孔，去掉影响抽放负压的无效抽放支管，合理分配抽放负压，确保最佳抽放效果。工作面上隅角钻孔布置位置如下图3所示。

Fig.2Schematic diagram of the adjusted ventilation system

Fig.3Schematic diagram of the upper corner hole layout

4. 现场管理

（1）通风区安排技术业务骨干测气员现场检测瓦斯，生产单位在回柱、移架前要先通知测气员进行瓦斯检查，只有上隅角瓦斯在0.6%以下时方可作业。

（2）严格落实上隅角管理制度，规范现场操作。

（3）通防系统安排干部现场跟班，指导现场施工，并将瓦斯情况升井后汇报相关领导进行分析。

（4）每天安排专人收集瓦斯抽放数据，并绘制抽放曲线图，分析瓦斯抽放变化情况，发现问题及时汇报、处理。

5. 治理效果

5.1、采取措施前瓦斯情况

5.2、采取措施后瓦斯情况

经过通风系统改造结合风巷斜交钻孔抽放上隅角瓦斯，工作面生产期间上隅角最大瓦斯浓度在0.4%～0.5%。通过调整通风系统结合风巷斜交钻孔抽放上隅角瓦斯，有效的解决了3226工作面上隅角瓦斯问题，解除了瓦斯威胁，为工作面安全生产创造了条件。

6. 结束语

（1）综采工作面上隅角瓦斯问题是普遍存在问题，不仅威胁职工的生命安全，严重制约着工作面的产量和效益，治理综采工作面上隅角瓦斯必须认真分析瓦斯来源，因地制宜的采取具有针对性治理措施。

（2）通过利用通风压差，使采空区机巷、风巷压差趋于0，消除采空区内的风流流动动力，从而达到采空区内因瓦斯缺少动力的作用，风流无法流动，避免采空区瓦斯向3226工作面风巷溢出，即利于采空区内部防火，又有效治理3226工作面上隅角瓦斯，同时合理分配抽放负压，优化抽放系统，增加3226工作面风巷斜交钻孔抽放负压，提高瓦斯抽放效果，消除了安全隐患。

参考文献：

[1]代林聚、郄利敏，瓦斯涌出异常综采工作面综合防治技术研究[J]，煤矿现代化；2010年03期。

[2]袁守贵、赵呈清，浅谈采煤工作面上隅角的瓦斯治理[J]，山东煤炭科技，2012年06期。

[3]张志晶，綜采工作面上隅角瓦斯治理技术研究[J]，能源与节能，2014年04期。

[4]靳春武，综采工作面上隅角瓦斯分布规律及处理方法的研究[J]，同煤科技，2009年01期

作者简介：王振武（1986.01—），男，助理工程师， 2011年毕业于河南理工大学万方科技学院安全工程专业，现在安徽淮北矿业集团许疃煤矿通风区从事于煤矿“一通三防”管理工作。