張艷鵬

摘 要：文章通過對山西省太原市山西焦煤西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司杜兒坪礦的瓦斯調(diào)查，發(fā)現(xiàn)存在上隅角的瓦斯超限問題并分析提出解決瓦斯超限的各種方法。

關(guān)鍵詞：工作面瓦斯情況；超限原因；處理措施

1 我礦綜采工作面瓦斯情況

1.1 通風(fēng)系統(tǒng)布置

工作面采用“一進(jìn)一回”的“U型”通風(fēng)方式（即工作面采用正巷進(jìn)風(fēng)，副巷回風(fēng)），回采期間瓦斯主要來源于本煤層瓦斯涌出、工作面裂隙帶和冒落帶積聚的瓦斯及工作面下鄰近層卸壓瓦斯，隨著工作面瓦斯的涌出，在上隅角處瓦斯為最大。

1.2 瓦斯超限的重要原因

綜采工作面在向前推進(jìn)過程中，產(chǎn)生懸頂，工作面風(fēng)流在上隅角漩渦處轉(zhuǎn)彎，使得部分風(fēng)流經(jīng)過采空區(qū)懸頂處，帶出采空區(qū)大量瓦斯，上隅角處于工作面的微風(fēng)區(qū)域，不利于瓦斯稀釋，大大提高了上隅角瓦斯積聚的幾率。

2 針對瓦斯超限的處理措施

針對上隅角瓦斯超限問題，我礦主要采取了五種措施：（1）上隅角吊掛導(dǎo)風(fēng)障；（2）調(diào)節(jié)工作面風(fēng)量；（3）分源抽放瓦斯；（4）安設(shè)移動式抽放泵抽放上隅角瓦斯；（5）建立“沿空埋管”排瓦斯系統(tǒng)等，現(xiàn)分別進(jìn)行分析：

2.1 上隅角吊掛導(dǎo)風(fēng)障

綜采工作面采煤期間發(fā)現(xiàn)上隅角瓦斯超限時，要立即從工作面靠近上隅角的第5道支架處引10米長的導(dǎo)風(fēng)障至上隅角瓦斯積聚區(qū)，使得工作面的一部分風(fēng)流引到上隅角，稀釋上隅角瓦斯。

比如我礦72907工作面回采期間上隅角瓦斯超限時，及時在上隅角吊掛了導(dǎo)風(fēng)障，將工作面一部分風(fēng)流直接沖洗上隅角瓦斯，濃度瞬間降至0.6%左右，但使得工作面回風(fēng)瓦斯增加了0.2%左右；同時導(dǎo)風(fēng)障遮擋5道支架，嚴(yán)重影響到工作面割煤視線、安全出口、支架的挪移等方面的不便，從而會出現(xiàn)導(dǎo)風(fēng)障被破壞，造成上隅角瓦斯?jié)舛仍僖淮畏e聚，起不到穩(wěn)定作用，只能作為臨時措施使用。

2.2 調(diào)節(jié)工作面風(fēng)量

工作面回采期間分容易時期和困難時期，剛回采時處于困難時期，風(fēng)量分配緊張，回風(fēng)距離長、阻力大，工作面風(fēng)量剛好滿足生產(chǎn)需要，上隅角風(fēng)量不容易帶出采空區(qū)瓦斯；但隨著回采推近到通風(fēng)容易時期時，回風(fēng)距離短、阻力小，工作面無形中就會加大風(fēng)量，隨著風(fēng)量的增加，回風(fēng)負(fù)壓也增大，同時上隅角處采空區(qū)的風(fēng)流就會發(fā)生變化，然后從上隅角漩渦處拽出大量瓦斯。

因此，在工作面回采期間，應(yīng)隨時觀察工作面瓦斯情況，在回風(fēng)口設(shè)置通風(fēng)設(shè)施來調(diào)節(jié)工作面風(fēng)量，遵循的原則就是：（1）工作面風(fēng)量必須滿足作業(yè)規(guī)程規(guī)定；（2）工作面風(fēng)速不能超過安全規(guī)程規(guī)定

的要求；（3）根據(jù)上隅角瓦斯調(diào)整風(fēng)量，確保上隅角與回風(fēng)瓦斯相

當(dāng)。

2.3 分源抽放瓦斯

（1）72907回風(fēng)巷本煤層瓦斯鉆孔：在72907回風(fēng)巷施工本煤層瓦斯鉆孔，進(jìn)行回采前本煤層瓦斯預(yù)抽和回采期間邊采邊抽。

（2）72907回風(fēng)巷裂隙帶走向頂板鉆孔：在72907回風(fēng)巷施工裂隙帶走向頂板鉆孔，抽采采空區(qū)裂隙帶及冒落帶積聚的瓦斯。

該抽采系統(tǒng)是利用礦井分源抽采低濃抽采系統(tǒng)對工作面進(jìn)行瓦斯抽采，可以保證72907工作面的瓦斯抽采效果。

a.72907工作面瓦斯抽采量

b.工作面瓦斯抽采率

工作面抽采率可根據(jù)以下公式進(jìn)行計算：

η=QC標(biāo)量/（QC標(biāo)量+Qf標(biāo)量）

式中：η-工作面抽采率 %

QC標(biāo)量-工作面標(biāo)況抽采純量 取1.8m3/min

Qf標(biāo)量-工作面風(fēng)排瓦斯量 取3m3/min

所以η=QC標(biāo)量/（QC標(biāo)量+ Qf標(biāo)量）=4/（4+6.5）≈38.1%

通過以上計算得72907工作面回采期間的瓦斯抽采率為38.1%。根據(jù)國家《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)AQ1026-2006》規(guī)定，72908工作面絕對瓦斯涌出量為10.5m3/min，瓦斯抽采率應(yīng)≥30%。通過以上抽采率計算得72907工作面回采期間的瓦斯抽采率為38.1%>30%，符合《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)AQ102

6-2006》。

2.4 安設(shè)移動式抽放泵抽放上隅角瓦斯

就72907工作面沿工作面回風(fēng)巷鋪設(shè)一趟Ф450mm抽采管路，末端與Ф600mm伸縮風(fēng)筒連接，通過礦井低濃抽采系統(tǒng)抽采工作面上隅角瓦斯，伸縮風(fēng)筒必須靠頂?shù)鯍?，距頂板不得大?00mm，上隅角打設(shè)的單體間距至少為700mm以便伸縮風(fēng)筒可以穿過，伸縮風(fēng)筒吸風(fēng)口盡量伸入采空區(qū)，且必須超過上隅角切頂線以里500mm以上，抽放系統(tǒng)運(yùn)行后，工作面支架間、上隅角及回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛鹊玫搅擞行У乜刂?，出煤期間上隅角瓦斯?jié)舛仍?.7%-0.9%、回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛仍?.5%-0.7%，抽放瓦斯純量2.5m3/min，使工作面能夠續(xù)生產(chǎn)，收到初步好的效果。存在問題：（1）如果上隅角封閉不嚴(yán)，抽放的瓦斯?jié)舛缺容^低，只有2%-3%；（2）上隅角需要長期維護(hù)；（3）因頂板冒落，上隅角伸縮風(fēng)筒容易被壓住吸風(fēng)口。

針對以上問題提出建議：（1）生產(chǎn)隊組要在上隅角最后一排單體后全斷面垛好（煤、黃土或沙子等材料裝的）袋子，伸縮風(fēng)筒的吸風(fēng)口必須在垛好的袋子里面，增強(qiáng)抽采效果，防止上隅角瓦斯積聚，每次割完一刀煤及時將上隅角處垛好的袋子隨著斷頭支架的推移往前移，保證上隅角處全斷面垛好袋子。（2）建議上隅角伸縮風(fēng)筒換成抽放管，每隔5米加三通，一個吸風(fēng)口朝采空區(qū)抽，另一個吸風(fēng)口朝底板，隨著工作面的推移不斷往采空區(qū)壓，可以大大增強(qiáng)上隅角處采空區(qū)的抽放效果，同時不影響移動泵的抽放負(fù)壓。

2.5 建立“沿空埋管”排瓦斯系統(tǒng)

采用沿回風(fēng)順槽不采幫側(cè)下部鋪設(shè)聚氯乙烯抽放管一側(cè)通排瓦斯橫川，彎頭一側(cè)接伸縮風(fēng)筒通上隅角的方式分離采空區(qū)瓦斯。

（1）隨著工作面回采推進(jìn)，當(dāng)聚氯乙烯抽放管彎頭與支架立柱對齊時，然后將專用排瓦斯巷排瓦斯橫貫直接通采空區(qū)的抽放管堵片打開，最后將抽上隅角的抽放管上好堵片，保證在對接抽放管時上隅角瓦斯不超限。

（2）待上述任務(wù)完成后將聚氯乙烯抽放管彎頭拆開對接抽放

管，每次必須對接3根聚氯乙烯抽放管，以此類推。管路鋪設(shè)完畢后每推進(jìn)一個循環(huán)在切頂線后部緊貼切頂支柱在不采幫上部與底板之間搭設(shè)一根圓木保護(hù)通排瓦斯風(fēng)管的抽放管路，圓木必須接幫接底，防止被采空區(qū)滾落的巖石砸壞。

（3）對接完管路后，對接伸縮風(fēng)筒，必須保證將風(fēng)筒的吸風(fēng)口接過上隅角向采空區(qū)延伸500mm，距頂板下300mm處。

（4）待以上工作全部完成后，到專用排瓦斯巷排瓦斯橫貫先將抽上隅角的抽放管出口打開。

3 分析處理結(jié)果

前兩種方法都是臨時性措施，治理上隅角瓦斯的根本應(yīng)該是建立抽放系統(tǒng)，應(yīng)提前考慮、提前施工，早投入，早見效。

對于無自然發(fā)火史的礦井，采空區(qū)、鄰近層瓦斯涌出量占總瓦斯涌出量超過50%的采煤工作面，采用“U”型通風(fēng)系統(tǒng)與抽采工藝相結(jié)合，可以很好地服務(wù)于生產(chǎn)，大大地提高了煤炭產(chǎn)量，給本礦帶來了很好的效益，解決了綜采工作面上隅角處的瓦斯超限問題，也為以后高瓦斯工作面采用“U”型系統(tǒng)的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)，總結(jié)了存在問題的寶貴經(jīng)驗。

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