綜放采煤工作面采用抽采硐室治理瓦斯

黃仲義 趙俊峰

摘要：蒲河煤礦綜放采煤工作面瓦斯涌出量大，采取抽采硐室埋管抽采瓦斯措施進(jìn)行治理，試驗(yàn)證明瓦斯抽采效果明顯，確保了工作面回采期間瓦斯不超限，采面安全有了保障，提高了綜放采煤工作面的安全生產(chǎn)效能。

關(guān)鍵詞：瓦斯 抽采硐室 抽采達(dá)標(biāo)

蒲河煤礦簡(jiǎn)介

礦井簡(jiǎn)介：蒲河煤礦2019年核定生產(chǎn)能力為150萬(wàn)噸/年，礦井開(kāi)拓方式為單水平分區(qū)式開(kāi)拓，礦井采煤方法為走向長(zhǎng)壁后退綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采方法，采空區(qū)采取全部跨落法管理頂板。。

礦井通風(fēng)方式為中央并列抽出式通風(fēng)，三個(gè)立井，兩入一排，三個(gè)井筒均布置在井田中央工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi);礦井通風(fēng)機(jī)型號(hào)為BD-II-8-NO23，主扇排風(fēng)量為6950m3/min，礦井總?cè)腼L(fēng)量為6600m3/min，有效風(fēng)量率為94%。負(fù)壓為1750Pa。等積孔3.3m2，通風(fēng)最大流程4500m。

采煤工作面采取綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采，主要可采煤層為甲2煤層，煤質(zhì)為褐煤，煤層平均厚度25米。煤層容易自燃，自然發(fā)火期最短為39天。2012年瓦斯鑒定結(jié)果：礦井相對(duì)瓦斯涌出量為10.25 m3/t，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為31.69 m3/min，屬高瓦斯礦井。煤層瓦斯壓力0.35Mpa，煤層瓦斯含量5.06m3/t，瓦斯放散初速度ΔPmax=5.4，煤堅(jiān)固性系數(shù)fmin=0.98，煤層透氣性系數(shù)為0.082（m2/Mpa2·d），鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.065～0.079（d-1），有效抽采半徑1.0米。礦井煤層的自燃傾向性為容易自燃煤層，煤塵爆炸指數(shù)為44.92%。

瓦斯來(lái)源主要是本層涌出的瓦斯，綜采工作面生產(chǎn)期間，瓦斯主要來(lái)源于本層（放頂煤垮落解析的瓦斯富集在采空區(qū)、工作面煤壁割刀解析的瓦斯及兩順幫頂?shù)装宓耐咚褂砍觯?/p>

我們通過(guò)對(duì)西翼采區(qū)各采面的瓦斯治理實(shí)踐，逐漸摸索出了綜放工作面采用瓦斯抽采硐室抽采瓦斯為主，采空區(qū)側(cè)局部高位埋管抽采瓦斯為輔，合理控制抽采參數(shù)進(jìn)行瓦斯抽采綜合治理的方式。

1 綜放采煤工作面瓦斯治理

1.1上隅角埋管抽采

上隅角抽采就是在工作面上隅角預(yù)埋2趟219抽采管路，引出后將上隅角進(jìn)行充填封閉。工作面推進(jìn)5—10m后，其頂板與采空區(qū)冒通，形成較大的瓦斯賦存空間，隨著工作面的推進(jìn)，空間越來(lái)越大，然后進(jìn)行低負(fù)壓大流量高濃度瓦斯抽采。解決上隅角、架后及回風(fēng)流的瓦斯超限問(wèn)題。應(yīng)用上隅角埋管抽采以來(lái)，綜放面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冉抵?%以下，但唯一的缺點(diǎn)就是抽采管路利用時(shí)間短，一氧化碳及抽采管路的溫度控制的不理想，見(jiàn)下圖。

利用地面永久抽采系統(tǒng)對(duì)上隅角埋管進(jìn)行瓦斯抽采，埋管采用φ219㎜管路，并采取了深淺埋設(shè)2趟管路進(jìn)行不間斷抽采，有效地遏制了因延、立抽采管路時(shí)，停止抽采使上隅角及采面瓦斯涌出增大造成瓦斯超限。

1.2抽采硐室抽采瓦斯

1.2.1抽采硐室設(shè)計(jì)

（1）開(kāi)采前在回風(fēng)順槽上隅角打一條頂板瓦斯抽采硐室（附設(shè)計(jì)圖），巷道設(shè)計(jì)斷面5.7 m2，長(zhǎng)度21.1米。硐室底板距采煤工作面頂板4米左右。對(duì)巷道幫頂全部噴漿密封，防止抽采巷硐室?guī)晚斆禾康难趸?/p>

（2）在瓦斯抽采硐室內(nèi)鋪設(shè)一趟管壁厚6㎜以上直徑φ219㎜的抽采管路，管口末端距迎頭5米，末端管長(zhǎng)1.5米管壁上花式打長(zhǎng)條孔，管口焊成尖形。管路法蘭接口用風(fēng)筒布包裹后注封堵膠封堵嚴(yán)。

（3）將瓦斯抽采硐室抽采管路用井字木垛將管路架起保護(hù)好，并和回順抽采管路對(duì)接并設(shè)好閥門(mén)，隨著開(kāi)采，利用地面抽采系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)整抽采參數(shù)抽采瓦斯。

（4）布置完抽采管路后，將抽采硐室巷道入口幫頂打眼注白泥后，在上部變坡點(diǎn)和拉門(mén)口之間打一組對(duì)口沙閉，板閉中間注河沙充填嚴(yán)密;里口閉內(nèi)預(yù)埋一根直徑16毫米的高壓膠管，吊在變平處頂板。板閉外壁面噴注白泥，用白泥抹平。

1.2.2抽采瓦斯

（1）開(kāi)采前利用地面抽采系統(tǒng)開(kāi)始抽采瓦斯，隨著開(kāi)采，及時(shí)調(diào)整抽采參數(shù)抽采瓦斯。

（2）開(kāi)采時(shí)，要求采煤隊(duì)利用支架反復(fù)升降震動(dòng)頂板促使空區(qū)頂板松動(dòng)弱化，增加煤層裂隙，形成有效的瓦斯抽采通道，提高瓦斯抽采效果。

（3）正常回采時(shí)在回風(fēng)順槽每隔80-100米打一個(gè)抽采硐室接力抽采瓦斯。

1.3瓦斯抽采效果

（1）通過(guò)采取抽采硐室抽采煤層瓦斯后，工作面瓦斯?jié)舛确€(wěn)定在0.3%左右，工作面瓦斯涌出量5--8 m3/min;回風(fēng)流瓦斯?jié)舛确€(wěn)定在0.6%以下。

（2）抽采硐室抽采瓦斯?jié)舛葟?5%逐漸升到70%，CO濃度最低0.004%，最高0.012%;瓦斯純量最高達(dá)35.06 m3/min，平均抽采瓦斯8--15 m3/min;占總瓦斯涌出量的50%以上。每個(gè)抽采硐室抽采距離可達(dá)80-100米。平均日發(fā)電2萬(wàn)度左右。

（3）利用瓦斯抽采硐室抽出了采空區(qū)和上隅角大部分富集的瓦斯，有效防止了瓦斯向工作面溢出。瓦斯從根源上得到治理，消除了隱患，保證了安全生產(chǎn)。

2 綜放采煤工作面瓦斯治理方法的對(duì)比

（1）抽采硐室持續(xù)抽采瓦斯距離在80m～100m之間。上隅角埋管每隔30m埋1次。

（2）抽采硐室內(nèi)煤體比較完整，不容易堵管。而上隅角埋管前，必須將頂煤放出，造成煤體松散才能將管路埋高，破碎的煤體容易進(jìn)入管路堵塞。

（3）上隅角的煤裸露易氧化，抽采管路內(nèi)一氧化碳濃度升高較快，抽采瓦斯?jié)舛鹊?。抽采硐室抽采瓦斯?jié)舛纫壬嫌缃锹窆艹椴赏咚節(jié)舛雀?，?duì)初采及回采期間瓦斯治理及防火起到安全保障。

結(jié)論

（1）通過(guò)多年經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，采用抽采硐室抽采瓦斯為主、上隅角埋管抽采瓦斯為輔的綜合措施，有效降低了工作面瓦斯涌出量，提高了瓦斯抽采量。

（2）通過(guò)抽采硐室抽采瓦斯，抽采效果穩(wěn)定，預(yù)防采空區(qū)自然發(fā)火效果明顯，提高了瓦斯抽采量，瓦斯發(fā)電利用率高，將瓦斯真正變害為利，變廢為寶。

（3）通過(guò)采取瓦斯綜合治理措施，徹底杜絕了綜放采煤工作面瓦斯超限隱患，確保了工作面的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]《煤礦總工程師技術(shù)手冊(cè)》主編：袁 亮;副主編：葛世榮等;

[2]《礦井災(zāi)害防治理論與技術(shù)》主編：王省身;副主編：俞啟香;

[3]《礦井瓦斯綜合治理技術(shù)》主編：張鐵崗;

[4]《礦井通風(fēng)與安全》主編：吳中立;

作者簡(jiǎn)介：黃仲義： 蒲河煤礦通風(fēng)副總工程師;趙俊峰： 蒲河煤礦安監(jiān)處長(zhǎng)，采礦高級(jí)工程師