王廣宏

（中煤科工集團 重慶研究院，重慶 400037）

夏闊坦煤礦為高瓦斯礦井，自建礦以來長期采用炮采工藝，2012 年3 月改用綜合機械化放頂煤工藝；由于礦井開采煤層厚、推進速度快、產(chǎn)量高、瓦斯涌出量大，造成瓦斯治理困難。為保證1005 綜放工作面的開采成功，并準(zhǔn)確獲得試驗數(shù)據(jù)，提高綜放工作面的瓦斯防治水平，需對1005 綜放工作面瓦斯涌出規(guī)律進行分析研究，掌握綜放條件下的瓦斯涌出規(guī)律，采取針對性的防治措施，做到超前預(yù)防，超前處理，消除、減弱瓦斯災(zāi)害，提高礦井瓦斯防治水平，實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)。

1 礦井工作面的概況

夏闊坦煤礦為單翼開采，共一個采區(qū)。1005 綜放工作面位于礦井主斜井以西，工作面標(biāo)高+1554～+1527 m，工作面走向長度900 m，傾斜長度100 m。1005 工作面開采下10 號煤層，賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，煤層傾角10.5～13°，煤層厚度5.7～7 m，工作面煤層平均瓦斯含量5.912 m3/t，上距下8 號煤層平均層間距63.41 m，下距下12 號煤層平均層間距28 m。工作面采用“U”型均壓通風(fēng)方式，平均進風(fēng)量1 300 m3/min，頂板管理為全部跨落法。

2 工作面瓦斯涌出規(guī)律

工作面瓦斯涌出量的大小主要取決于煤層瓦斯含量、工作面回采工藝、工作面開采強度、工作面回采率、工作面采空區(qū)漏風(fēng)、工作面推進速度等因素。

1）瓦斯?jié)舛确植家?guī)律。為了掌握夏闊坦煤礦綜放工作面瓦斯特點，先對工作面的瓦斯?jié)舛确植紶顩r進行測定分析。根據(jù)夏闊坦煤礦1005 綜放工作面實測數(shù)據(jù)，得出其瓦斯?jié)舛确植家?guī)律：a.從煤壁到采空區(qū)，瓦斯?jié)舛茸兓?guī)律呈“馬鞍”形，即“高、底、高”。b.從工作面進風(fēng)巷至回風(fēng)流，瓦斯?jié)舛戎饾u增大，上部瓦斯?jié)舛仍黾犹荻容^大，中、下部瓦斯?jié)舛仍黾犹荻容^小。

2）瓦斯涌出分布規(guī)律。a.瓦斯涌出與放頂煤的關(guān)系：實測結(jié)果表明，放頂煤時，1005 綜放工作面平均瓦斯?jié)舛扔?.32%至0.62%，增加93.8%；瓦斯排放量由4.5 m3/min 至8.9 m3/min，增加97.8%。可見放頂煤對1005 綜放工作面的瓦斯涌出有著重要影響。b.瓦斯涌出與綜采面推進速度（產(chǎn)量）的關(guān)系：根據(jù)1005 綜放工作面實測數(shù)據(jù)，繪制出瓦斯絕對涌出量與推進速度關(guān)系曲線，見圖1，當(dāng)推進速度不大時，絕對瓦斯涌出量隨推進速度增加而增加；推進速度大到一定值后，曲線逐漸平緩。

圖1 瓦斯涌出與綜采面推進速度（產(chǎn)量）的關(guān)系圖

3 瓦斯綜合防治措施

1）本煤層瓦斯預(yù)抽。1005 綜放工作面，推進快、產(chǎn)量大、瓦斯涌出量大，回采前要對回采區(qū)域進行預(yù)抽煤層瓦斯，降低煤層瓦斯含量。根據(jù)下10 號煤層瓦斯基本參數(shù)（如表1 所示）及國內(nèi)同類礦井抽采經(jīng)驗，設(shè)計鉆孔間距4 m，鉆孔直徑75 mm，鉆孔施工長度90 m，預(yù)抽時間不少于6 個月。通過預(yù)抽煤層瓦斯，工作面回采時，工作面回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛冉抵?.3%以下，幾乎未發(fā)生過瓦斯超限現(xiàn)象。工作面回采區(qū)域預(yù)抽鉆孔布置簡圖，見圖2。

表1 1005 工作面下10 號煤層瓦斯基本參數(shù)表

圖2 順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯簡圖

2）均壓通風(fēng)，減少采空區(qū)瓦斯涌出量。a.根據(jù)工作面進回風(fēng)巷設(shè)計斷面、回采期間巷道受采動變形影響、風(fēng)流在采空區(qū)的流動規(guī)律，考慮到采空區(qū)瓦斯涌出量較大的特點，對1005 工作面采取均壓通風(fēng)，以減少采空區(qū)瓦斯涌出量，從而降低上隅角瓦斯?jié)舛?。b.1005 工作面均壓通風(fēng)采用FBD№8.0/2×55 壓入式通風(fēng)機，電機型號YBT-2-250M-2，電機功率2×55 kW，風(fēng)量范圍600～950 m3/min。經(jīng)現(xiàn)場多次實踐，工作面進風(fēng)巷平均負壓700 Pa，回風(fēng)巷平均負壓750 Pa，進風(fēng)量在1 300 m3/min 時為宜。c.加強通風(fēng)設(shè)施維護與管理，保證通風(fēng)設(shè)施質(zhì)量，該工作面有關(guān)的所有風(fēng)門都裝可靠的機械彈簧閉鎖裝置，通風(fēng)員要對工作面每旬測風(fēng)一次，保證風(fēng)量穩(wěn)定在1 300 m3/min 左右，發(fā)現(xiàn)風(fēng)量不足或過大，及時匯報調(diào)度室處理。

3）采空區(qū)瓦斯抽采。a.高位鉆孔抽采瓦斯，見圖3。1005 綜放工作面風(fēng)巷下幫，每隔70 m 施工一個長、寬、高為3×2.5×2.5m 的鉆場；在每個鉆場內(nèi)沿工作面走向、向工作面施工6 個鉆孔，鉆孔長度90～120 m，鉆孔終點位于裂隙帶內(nèi)，終孔間距5 m，鉆孔終孔點到工作面回巷道的水平距離為10～30 m。b.采空區(qū)埋管抽采瓦斯，見圖4。在回風(fēng)巷抽采管末端設(shè)一彎管，使抽采管口抬高至回風(fēng)巷頂，并設(shè)木垛對其管口進行保護，以此形成埋管口；并在工作面的后部抽采管上，每隔25 m 安裝一組三通、控制閥門、埋管口組件。當(dāng)工作面向前推進時，將埋管口保留在工作面的采空區(qū)，通過抽采系統(tǒng)抽采采空區(qū)瓦斯。當(dāng)回采工作面推進至下一個埋管口三通處，接替埋管口已經(jīng)埋在采空區(qū)內(nèi)3～5 m，此時將埋在采空區(qū)前一埋管段控制閥門關(guān)閉，打開下一循環(huán)的埋管口閥門，達到連續(xù)抽采采空區(qū)瓦斯的目的。埋管抽采管徑φ250 mm，抽采負壓控制在5～7 kPa，抽采瓦斯?jié)舛瓤蛇_15%以上。為保證抽采安全，在采空區(qū)瓦斯抽采過程中，必須經(jīng)常檢測CO 和溫度等參數(shù)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)自然發(fā)火征兆時，必須暫停抽采、采取相應(yīng)措施。

圖3 頂板高位鉆孔布置簡圖

圖4 采空區(qū)埋管抽采布置示意圖

4 結(jié)束語

經(jīng)對1005 綜放工作面瓦斯?jié)舛确植技坝砍鲆?guī)律分析，提出了針對夏闊坦煤礦厚煤層綜放工作面瓦斯治理的措施：采用均壓通風(fēng)、工作面瓦斯預(yù)抽、采空區(qū)瓦斯抽采。通過以上措施，有效防止了上隅角瓦斯超限及工作面瓦斯超限問題，確保了礦井安全生產(chǎn)。

[1] 戴廣龍,儲方健.綜采放頂煤工作面瓦斯涌出規(guī)律的分析[J].煤礦安全,2005,36(8)：55-57.

[2] 俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州∶中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1992.

[3] 陳書楷,牛國慶,呂健全,等.“三軟”特厚煤層高沼綜放面瓦斯綜合治理[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,2005,31(8)：42-43.