摘 要：介紹了一種低瓦斯礦井綜采工作面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)，利用該技術(shù)，解決了陜西雙龍煤業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司綜采工作面上隅角瓦斯超限難題，該方法具有易操作、管理難度小、投入小的優(yōu)點，為相似條件低瓦斯礦井采空區(qū)瓦斯治理提供經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：采空區(qū)埋管；上隅角瓦斯；采空區(qū)瓦斯

1 概況

雙龍煤業(yè)公司為設(shè)計生產(chǎn)能力60萬t/a的低瓦斯礦井?，F(xiàn)礦井主采2號煤層，為中厚煤層，煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單。礦井采用中央并列抽出式通風(fēng)，主扇為BDK62-6-NO20型軸流式通風(fēng)機。2#煤層平均厚度2.0m，傾角5°～8°，無自燃現(xiàn)象，現(xiàn)生產(chǎn)采區(qū)為四采區(qū)?，F(xiàn)回采四采區(qū)1402工作面。

2008年礦井瓦斯絕對涌出量為6.33m3/min，瓦斯相對涌出量為 4.22m3/t；二氧化碳絕對涌出量為1.24m3/min，二氧化碳相對涌出量為0.83m3/t，鑒定結(jié)果為低瓦斯礦井。

1402工作面北臨1401采空區(qū)，東臨+850總回風(fēng)大巷，西部為礦井井田邊界，南臨未采區(qū)；工作面設(shè)計長度920m，切眼長度120m，采用ZY3400/11/24輕型液壓支架綜采生產(chǎn)工藝，一次采全高，全部垮落法管理頂板。工作面通風(fēng)系統(tǒng)為U型通風(fēng)，正常情況下工作面配風(fēng)量為900m3/min，工作面瓦斯為0.1%-0.2%，工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.20%-0.45%，但工作面上隅角瓦斯出現(xiàn)沿工作面切頂線向采煤空間呈三角形瓦斯超限帶，（如圖示一），一般瓦斯?jié)舛仍?.3%-1.8%，最大可達2.3%（在工作面來壓和地面大氣壓力突變時），一直影響工作面和礦井安全生產(chǎn)。

在以往工作面回采過程中，雙龍煤業(yè)公司曾先后采用吊掛風(fēng)障法、水射流引射裝置、移動瓦斯泵站上隅角插管法等瓦斯治理措施；但上隅角瓦斯未能得到徹底解決。2007年7月份，為了解決上隅角瓦斯問題，公司采用FBCNO5/11（S）塑料葉輪引排風(fēng)機進行上隅角瓦斯治理，雖然上隅角瓦斯可降至0.5%以下，但由于其增加了工作面回采工序和工作面回風(fēng)流瓦斯管理難度及違反陜西煤業(yè)化工集團的有關(guān)安全管理規(guī)定，一直受到上級管理部門的安全監(jiān)察。

2 采煤工作面瓦斯治理技術(shù)的選擇

目前，國內(nèi)在回采工作面采空區(qū)瓦斯治理上多數(shù)采用通風(fēng)技術(shù)和瓦斯抽放技術(shù)進行綜合治理，瓦斯抽放技術(shù)主要以下幾種技術(shù)進行治理（如圖示2）：

2.1 采煤工作面瓦斯治理技術(shù)的選擇

2.1.1 通風(fēng)技術(shù)：目前，國內(nèi)普遍采用U+L、W、Y型等通風(fēng)系統(tǒng)解決采煤工作面上隅角瓦斯，但對雙龍煤業(yè)而言，由于受生產(chǎn)系統(tǒng)和資源縮減的限制，應(yīng)用以上方法存在困難，難以實施。

2.1.2 瓦斯抽放技術(shù)：國內(nèi)治理采煤工作面采空區(qū)瓦斯的抽放技術(shù)較成熟的方法有采空區(qū)冒落拱（帶）卸壓瓦斯邊采邊抽方法、工作面上隅角瓦斯抽放方法、采空區(qū)積聚瓦斯抽放方法等方法，這些方法主要通過向采煤工作面施工專用鉆孔、專用排瓦斯巷或通過向采煤工作面采空區(qū)插（埋）管路來治理采煤工作面上隅角瓦斯超限問題。

2.1.3采煤工作面瓦斯治理技術(shù)的選擇：雙龍煤業(yè)為單煤層前進式開采，除主要運輸大巷布置在+820水平（巖巷）外，其余巷道均布置在+836、+850水平（沿煤層布置），工作面通風(fēng)系統(tǒng)為U型通風(fēng)系統(tǒng)，后退式回采，因此，采用頂、底板巷道鉆孔抽放或?qū)Ｓ贸榉畔锍榉?，不但投入大，增加工作面生產(chǎn)工藝，管理難度增加，而且實施周期長；目前，工作面配風(fēng)量已達900m3/min，如繼續(xù)加大風(fēng)量，則會造成工作面進、回風(fēng)巷，礦井主要巷道風(fēng)速超過《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，對礦井綜合防塵工作帶來難度；如采用改變采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)來治理工作面瓦斯，由于增加巷道施工量和資源浪費大，不但投入大，而且與礦井資源縮減的矛盾大；因此，采用采煤工作面采空區(qū)埋管抽放法進行工作面上隅角瓦斯治理，是適合雙龍煤業(yè)的實際情況，同時，該方法還可以解決雙龍煤業(yè)采空區(qū)后期瓦斯治理問題。

2.1.4采煤工作面采空區(qū)埋管抽放法具體布置：雙龍煤業(yè)1402工作面在回采至460米時，即自2009年2月20日在1402工作面520米開始，按照圖示采空區(qū)埋管抽放法管路布置示意圖，埋設(shè)直徑為8寸鋼管，管道延伸至+850瓦斯泵站（ZWY85/110），通過ZWY85/110移動泵站將工作面采空區(qū)瓦斯排放至+850總回風(fēng)大巷。

管道布置必須注意以下幾點：（1）管道布置必須緊靠回風(fēng)順槽煤柱側(cè)，吊掛牢固（采用專用吊掛夾），以盡可能保證管道不被砸壞和隨頂板冒落而落地，吊掛高度盡可能沿煤層頂板，管道每3米施工一吊掛點。（2）在管道起始點，先吊掛一根10寸管道，10寸管道必須進行打眼，8寸管道插入長度必須大于1.0米，以盡可能減小矸石進入管道。（3）管道必須采取接地措施，每60米打接地極一個，接地電阻嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》要求執(zhí)行。（4）管道法籃連接處必須保證嚴(yán)密不漏氣，并設(shè)置一除矸裝置。（5）管道吊掛要根據(jù)實際情況確定，但必須遵循“管道平直，過渡平緩、靠幫靠頂”的原則。抽放管道敷設(shè)必須嚴(yán)格按照《煤礦安全規(guī)程》第148條第三款“不得與帶電體（電纜、接線盒等）接觸”的規(guī)定，在帶電體交叉處，根據(jù)實際情況采取避讓措施。

2.1.5 投入情況：

采煤工作面上隅角瓦斯治理投入統(tǒng)計（預(yù)計）表

2.1.6 上隅角埋管抽放法瓦斯治理效果

1402工作面自09年2月18日埋管到位，2月19日管道埋至采空區(qū)，2月20日管道埋至采空區(qū)5米開始抽放，當(dāng)管道埋至采空區(qū)50米開始，工作面上隅角瓦斯開始下降，當(dāng)管道埋至采空區(qū)58米時，上隅角瓦斯?jié)舛乳_始呈下降趨勢，當(dāng)埋管深度達75米時，上隅角瓦斯?jié)舛冉档偷?.8%，當(dāng)管道埋至采空區(qū)120米時，上隅角瓦斯降至0.6%，且保持穩(wěn)定，而且工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛扔稍?.20%-0.45%降為0.18%-0.34%。如圖示：上隅角瓦斯?jié)舛扰c埋管深度關(guān)系圖。

按照采場通風(fēng)理論，對于“一進一回”U型通風(fēng)系統(tǒng)的采煤工作面采空區(qū)漏風(fēng)流線（呈如圖示三）的規(guī)律[1]，且工作面采空區(qū)漏風(fēng)帶深度依據(jù)各礦區(qū)采空區(qū)透氣性系數(shù)k的不同而不同，一般認(rèn)為，當(dāng)沿工作面推進方向達到工作面長度的2倍時，漏風(fēng)在采空區(qū)內(nèi)的滲流速度為零。當(dāng)采空區(qū)遺留煤炭、煤柱及煤層頂?shù)装鍑鷰r瓦斯向采空區(qū)涌出時，由于工作面兩端全風(fēng)壓差的作用，采煤工作面采空區(qū)內(nèi)的瓦斯?jié)舛确植汲嗜鐖D示四的規(guī)律[1]

結(jié)論：

3 上隅角埋管抽放法瓦斯治理安全措施及注意事項：

3.1 該技術(shù)適于無煤層自燃發(fā)火煤層，否則，往往會導(dǎo)致采空區(qū)煤炭自燃，加大治理成本。

3.2 移動泵站抽放流量必須大于采空區(qū)瓦斯涌出量，且采空區(qū)無其他方向漏風(fēng)點和工作面頂、底板無瓦斯涌出。

3.3 管道布置必須緊靠回風(fēng)順槽煤柱側(cè)，在回風(fēng)順槽口進入順槽前加裝絕緣段和每隔一定距離加設(shè)接地線，并吊掛牢固，以盡可能保證管道高度，提高抽放效果；在管道最低凹處設(shè)置自動放水器，以保證抽放流量。

3.4 該抽放方式對單一本煤層、俯采工作面，工作面長度在100-120米范圍瓦斯涌出治理效果明顯，但當(dāng)煤層頂?shù)装逵型咚褂砍鰰r，效果較差。

參考文獻

[1]肖陽.煤礦通風(fēng)綜合技術(shù)手冊[M].煤礦科技出版社.

[2]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社.

[3]《礦井通風(fēng)與安全》中國礦業(yè)大學(xué)出版社

作者簡介：張延順男，42歲，1993年畢業(yè)于陜西煤炭工業(yè)學(xué)校通風(fēng)安全專業(yè)，一直從事于煤礦“一通三防”工作，通風(fēng)安全工程師，注冊安全工程師。