高瓦斯综放工作面高效通风技术应用

常杉杉

（阳泉煤业（集团）有限责任公司， 山西 阳泉 045008）

1 通风概况

8303 工作面是三采区布置的大走向高效工作面，采用大采高综放工艺。工作面巷道布置有4 条，采用全风压通风。进风巷和回风巷沿着15 号煤层顶板掘进，低抽巷和高抽巷位于15 号煤上方岩层中，巷道均封闭接入抽采系统，瓦斯排放方式为抽放形式。8303 工作面（东部）瓦斯来源：小部分为工作面本煤层瓦斯，大部分为顶板垮落后的上邻近层瓦斯涌出。

2 瓦斯及通风分析

根据15 号煤南条带三采区8303 工作面（西部）2015.07—2015.09，开采期间瓦斯数据：工作面配风平均为2 700 m3/min，平均瓦斯涌出总量为138.70 m3/min，工作面平均日产11 023 t，相对瓦斯涌出量为18.17 m3/min，二氧化碳涌出不均衡系数为1.49。

预计8303 工作面（东部）日产7 300 t，瓦斯涌出量参考8303 工作面（西部）2015.07—2015.09 正常回采期间的统计数据：8303 工作面瓦斯涌出总量为92.1 m3/min，抽放量为80.3 m3/min，风排瓦斯量为11.8 m3/min，回风巷瓦斯量为4.3 m3/min，低抽巷瓦斯量为7.5 m3/min。

高抽抽放纯量平均为80.3 m3/min，抽放浓度按46%（根据8303 西部工作面正常回采期间瓦斯平均浓度取值）计算，预计混合量平均为174.56 m3/min，预计高抽巷风量为95 m3/min。

3 风量计算

3.1 瓦斯涌出量计算

式中：Q采为采煤工作面实际需要风量，m3/min；Q回为综放工作面回风巷实际需要风量；q回为综放工作面回风巷流风排瓦斯量，取平均值4.3 m3/min；Q低位抽采巷为综放工作面低位抽采巷实际需要风量；Q高抽巷为综放工作面高抽巷的平均混合量-平均高抽巷纯量，取平均值95 m3/min；q低位抽采巷为综放工作面低位抽采巷瓦斯量，取平均值7.5 m3/min；KCH回为采煤工作面回风巷风流瓦斯涌出不均衡系数，KCH4回取1.43。

计算得：Q回＝100×4.3/0.6×1.43=1 025 m3/min；

Q低位抽采巷＝100×7.5/3.5×1.43=307 m3/min，

参照15 号煤南条带四采区移动泵站试运行期间的抽放平均流量为400 m3/min；取Q低位抽采巷＝400 m3/min。

所以：Q采=Q回+Q低位抽采巷+Q高抽巷＝1 025＋400+95＝1 520 m3/min。

3.2 按工作面温度选择适宜的风速进行计算

表1 采煤工作面空气温度与风速对应表

式中：V采为适宜的采煤工作面风速，取0.8 m/s；S采为采煤工作面的平均断面积m2，工作面最大控顶距为5.88 m，工作面最小控顶距为5.08 m，采高为3.5 m，计算得S平均＝（5.88+5.08）÷2×3.5＝19.18 m2；K为采煤工作面长度调整系数，取1.2。

Q采=60×0.8×19.18×1.2=1 104 m3/min。

表2 采煤工作面长度风量调整系数表

3.3 按综采工作面同时作业人数计算需要风量

每人供风≥4 m3/min，则有

式中：N为工作面同时作业最多人数；即：Q采≥4×80=320（m3/min）。

3.4 按二氧化碳涌出量计算

掘进工作面实际需要风量：

式中：qhc为采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，取0.39 m3/min；khc为采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.49。

取以上三种计算的最大值为：Q采=1 520 m3/min。

3.5 按断面进行验算

式中：S最大为工作面最大控顶断面积，m2（S最大＝5.88×3.5＝20.58 m2）；S最小为工作面最小控顶断面积，m2（S最小＝5.08×3.5＝17.78 m2）。

即：308.7 m3/min＝15×20.58＜Q采=1 520 m3/min＜240×17.78＝4 267.2 m3/min，符合规定。

由以上计算得：8303 工作面（东部）需风量为1 520 m3/min。

4 通风路线

新鲜风流：吴家掌进风井→15 号煤南条带三采区辅助轨道巷（皮带巷）→8303 工作面（东部）进风巷→S8303 工作面（东部）。

污风：S8303 工作面（东部）→15 号煤南条带三采区辅助回风巷→杨坡堰回风井。

5 瓦斯管理措施

1）加强工作面通风设施管理，确保通风系统稳定可靠。因冒顶、积水造成工作面低位抽采巷或回风巷落山侧角瓦斯浓度异常的，必须停止该工作面生产，直至恢复正常系统为止。

2）工作面初采期间严格控制机组割煤速度不超过2.5 m/min，割煤半小时，停止半小时，割煤时不能同时移架放顶，以降低工作面瓦斯涌出量。

3）工作面初采期间，采高控制在3.5 m，每推进4.8 m，进行探顶一次，根据实际情况调节一次采高，液压支架高度不得低于3.5 m，不得高于4.0 m，严禁支架超高，防止低位抽采巷塌透。

4）一旦工作面落山瓦斯异常时，采用全风压配风方法不能有效处理时，需设置风障采用引风法进行处理。严禁丢底煤，防止底板出瓦斯。

5）低位抽采巷与工作面实现“瓦斯电闭锁”，当低位抽采巷管路内瓦斯超过3.5%时，能够及时切断工作面及回风巷内一切非本安型电器设备电源，只有低位抽采巷管路内瓦斯降至2.5%以下时，方可恢复工作面及回风巷内一切非本安型电器设备电源，当地面泵站发生突发状况停运时，必须立即通知队组及时停止工作面生产作业，待地面抽放泵站恢复正常运行时，工作面方可恢复生产。

6）作面回采期间，每班按规定设置巡回瓦斯检查工和专职瓦检工，并严格按计划图表进行检查。特别是在工作面初采期间工作面专职瓦斯检查工与巡回瓦检工要详细检查工作面各处瓦斯、挂汗、一氧化碳、温度等情况并落实工作面初采期间顶班垮落情况详细汇报通风工区调度，发现瓦斯涌出异常等现象必须立即汇报，研究制定瓦斯治理措施，并严格执行工作地点交接班，采空侧后部溜设点检查，专职瓦检工割煤期间要在机组下风侧检查瓦斯。

6 结语

通过对8303 工作面进行有效通风管理，科学的风量计算，合理的调配风量，为工作面通风和瓦斯抽采创造了条件。工作面生产期间，瓦斯监控有效，未出现超限情况，瓦斯抽采效果良好，解决了工作面瓦斯大对正常生产的影响，为安全高效生产提供了通风保障。