李全義 秦來昌 尹大洲 張進(jìn)領(lǐng)

（河南能源集團(tuán)安陽鑫龍煤業(yè)紅嶺煤礦，河南省安陽市，455145）

紅嶺煤礦14161綜放工作面煤層瓦斯含量高，由于開采強(qiáng)度大，工作面絕對瓦斯涌出量增大，大量游離瓦斯通過采空區(qū)涌出，造成工作面上隅角瓦斯聚積，使上隅角經(jīng)常處于瓦斯超限狀態(tài)，公司組織技術(shù)人員對14161工作面瓦斯涌出進(jìn)行了研究分析，提出并實(shí)施了高位鉆孔抽采、上隅角埋（插）管抽采、加強(qiáng)通風(fēng)、水射流風(fēng)機(jī)等綜合治理措施，有效地防治了上隅角瓦斯超限問題。

1 工作面概況

14161工作面位于14采區(qū)下部，垂深600m，是紅嶺煤礦瓦斯涌出量較大的一個(gè)工作面。工作面沿走向布置，平均煤厚5.2 m，煤層傾角19°～25°，上、下巷道采用U 型鋼支護(hù)，頂、底板為砂質(zhì)泥巖。采用走向長壁綜采放頂煤一次采全高全部垮落法采煤，循環(huán)進(jìn)度0.6m。U 型通風(fēng)方式，下巷道進(jìn)風(fēng)、上巷道回風(fēng)。

2 上隅角瓦斯涌出原因分析

14161工作面在風(fēng)壓作用下，風(fēng)流大部分直接從工作面通過，僅少部分風(fēng)流通過工作面中下部流經(jīng)采空區(qū)。隨著工作面的回采，采空區(qū)內(nèi)釋放的游離瓦斯積聚較多，濃度較高，因此，工作面采空區(qū)積聚的瓦斯隨風(fēng)流涌入工作面上隅角，造成工作面上隅角瓦斯積聚。

由于采空區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛容^高，含有高濃度瓦斯的混合氣體密度相對于空氣輕，采空區(qū)內(nèi)上下高差使瓦斯產(chǎn)生一種自然上浮的作用力，有助于高濃度瓦斯向工作面上隅角運(yùn)移。

當(dāng)瓦斯氣體運(yùn)移至上隅角附近，由于主風(fēng)流方向的改變和空間條件限制，上隅角處的風(fēng)流易形成渦流，且風(fēng)流流速較低，含瓦斯風(fēng)流部分處于不斷旋轉(zhuǎn)中，較難進(jìn)入主風(fēng)流中，使瓦斯在上隅角及附近循環(huán)運(yùn)動(dòng)積聚在渦流區(qū)中，形成上隅角瓦斯大量積聚和涌出。

3 上隅角瓦斯綜合治理技術(shù)

3.1 高位鉆孔抽采技術(shù)

根據(jù)測定結(jié)果，從進(jìn)風(fēng) （下巷道）至回風(fēng) （上巷道）沿工作面傾斜方向，瓦斯?jié)舛戎饾u遞增，到上隅角附近瓦斯最高。根據(jù)工作面頂板巖性、煤層厚度等因素，對采空區(qū)頂板垮落 “三帶”進(jìn)行了劃分，決定利用高位鉆孔抽采上隅角及附近采空區(qū)裂隙帶瓦斯，從而降低上隅角瓦斯涌出量。

通過分析，紅嶺煤礦決定在上巷道開口布置高位鉆場，鉆場與鉆場之間相距85 m。每個(gè)鉆場從上巷道下幫開口掘進(jìn)至煤層頂板內(nèi)，高位鉆場的上平臺底板距煤層頂板法線不低于3m，每個(gè)鉆場設(shè)計(jì)鉆孔8個(gè)，孔深125m，鉆孔控制在切眼距上隅角上幫巷壁不大于40m 的范圍內(nèi)，距煤層頂板高度為18～36m 采空區(qū)裂隙帶內(nèi)。將高位鉆孔孔口管用聚氨脂及水泥砂漿封好后，接抽采管路抽采，有效解決了工作面上隅角瓦斯涌出問題。

3.2 上隅角埋 （插）管抽采技術(shù)

采用高位鉆孔抽采雖然減少了向上隅角涌出的瓦斯量，但由于部分瓦斯氣體隨風(fēng)流運(yùn)移至上隅角附近，還必須對上隅角處的瓦斯進(jìn)行治理。紅嶺煤礦利用低負(fù)壓大管徑抽采管進(jìn)行了埋 （插）管抽采。采用從上巷道敷設(shè)直徑315 mm 的瓦斯抽采管，在距切眼100 m 處增加三通閥門，分成兩趟后加設(shè)閥門和孔板流量計(jì)，接入直徑為200mm 的抽采鋼絲軟管敷設(shè)至上隅角，并插入上隅角壘好的煤袋墻內(nèi)進(jìn)行抽采。

為保證抽采效果，壘砌的煤袋墻必須用黃泥進(jìn)行勾縫封堵，防治瓦斯涌出和墻內(nèi)抽采管吸入空氣。抽采管通過加設(shè)的閥門調(diào)節(jié)負(fù)壓，通過孔板流量計(jì)檢測上隅角瓦斯抽采情況。

3.3 增加工作面風(fēng)量

由于采取了高位鉆孔和上隅角埋 （插）管抽采，采空區(qū)瓦斯涌出量大幅減少，這時(shí)增加工作面風(fēng)量就可以吹散上隅角及附近積聚在渦流區(qū)中的瓦斯。根據(jù)工作面情況， 將風(fēng)量由原來的900m3／min配風(fēng)到1100m3／min。配風(fēng)后，上隅角及回風(fēng)流瓦斯?jié)舛染档偷?.4%以下，確保了正常生產(chǎn)。

配風(fēng)前，紅嶺煤礦還對下隅角采取掛風(fēng)簾堵漏風(fēng)措施，即從下巷端頭支架以里沿著下尾巷向上10m 范圍吊掛，布簾吊掛必須接到頂、幫，能有效起到降低采空區(qū)漏風(fēng)寬度的作用，從而減少了采空區(qū)瓦斯涌向工作面上隅角流量。

3.4 上巷插管抽采和水射流風(fēng)機(jī)處理局部瓦斯積聚措施

14161工作面掘進(jìn)時(shí)因煤質(zhì)松軟和瓦斯涌出量較大，上、下巷道均沿頂掘進(jìn)，但回采采用綜采放頂煤采煤方法對上、下巷管理不利，回采前必須在上、下巷落底、替棚和絞架，這樣上巷頂部絞架處局部區(qū)域形成瓦斯積聚，因此紅嶺煤礦采取在近上隅角處利用上隅角抽采管路的分支管插入頂部瓦斯超限處抽采；在上巷道替棚、絞架處利用水射流風(fēng)機(jī)處理局部積聚的瓦斯，解決了局部瓦斯積聚問題。

4 結(jié)論

紅嶺煤礦14161綜放工作面采取高位鉆孔抽采、上隅角埋（插）管抽采、增加工作面風(fēng)量、上巷插管抽采和水射流風(fēng)機(jī)處理局部瓦斯積聚等瓦斯綜合治理措施，徹底解決了上隅角瓦斯超限問題，工作面上隅角瓦斯?jié)舛冉档偷?.4%以下，局部最高瓦斯?jié)舛纫步档偷?.5%以下，工作面單產(chǎn)由原來的2200t，提高到3100t，保證了工作面的高產(chǎn)高效。

［1］ 匡帥，何俊等.屯留煤礦N2202綜放面上隅角瓦斯治理技術(shù)研究 ［J］.中國煤炭，2013 （3）

［2］ 王志亮，陳善文等.孔莊礦7354工作面上隅角瓦斯治理模式研究 ［J］.中國煤炭，2012 （11）