王 磊

(山西焦煤集團 大平煤業(yè)有限公司，山西 長治 046200)

瓦斯是煤礦安全生產(chǎn)面臨的五大自然災害之一，“瓦斯不治，礦無寧日”，更是充分說明了瓦斯災害對于一座礦井的危害之大。隨著礦井采掘深度的不斷延伸，煤層瓦斯含量、瓦斯壓力不斷增大，治理瓦斯的難度也逐漸增加，而合理的通風系統(tǒng)、有效的瓦斯抽采方法是防治礦井瓦斯災害的最主要手段[1]。鑒于此，為了有效防治大平煤業(yè)北部一個非常規(guī)回采工作面的瓦斯災害，提出對該工作面進行通風系統(tǒng)的調整和瓦斯抽采設計，實際應用效果較好。

1 工作面基本概況

山西大平煤業(yè)有限公司2012年被鑒定為高瓦斯礦井，2020年瓦斯涌出量測定報告顯示，礦井絕對瓦斯涌出量為33.09 m3/min。井下布置有1個非常規(guī)3112回采工作面，巷道最低底板標高為+390 m(原探巷三開口處)，切眼附近底板標高為+690 m，標高差距達到300 m。原探巷三巷道煤層瓦斯含量為13.5 m3/t，切眼附近煤層瓦斯含量為3.4 m3/t。工作面采用綜采放頂煤采煤工藝，單“U”型通風。以上種種因素疊加到一起，給工作面上隅角瓦斯治理工作帶來了極大的困難。

3112工作面原通風系統(tǒng)設計見圖1，風流經(jīng)原探巷三進入工作面，經(jīng)原探巷二回到采區(qū)回風大巷。

圖1 3112工作面原設計通風系統(tǒng)

正常情況下，此種通風方式屬于上向通風，有利于風流吹散巷道中的瓦斯，是可行的通風方式，但是該工作面屬于非常規(guī)工作面，高差300 m，原探巷三巷道瓦斯含量達到13.5 m3/t，而工作面切眼及原探巷二巷道的瓦斯含量僅為3.4 m3/t。原探巷三巷道掘進期間風排瓦斯涌出量最高達到8 m3/min，為了治理掘進期間工作面瓦斯，安設兩趟D1 m的風筒，兩臺功率55 kW風機同時供風，工作面配風量達到1 600 m3/min，另外還敷設1趟D325 mm的瓦斯抽采管路，在巷道迎頭及兩側煤壁施工瓦斯抽采鉆孔抽采瓦斯，但是原探巷二巷道掘進期間風排瓦斯涌出量在1～2 m3/min之間，只敷設1趟直徑0.6 m風筒，1臺功率30 kW風機供風，工作面配風量為520 m3/min。

工作面貫通形成后，配風量1 700 m3/min，風流經(jīng)過原探巷三到達工作面時瓦斯?jié)舛纫呀?jīng)達到0.4%，風流到達回風側測風站時瓦斯?jié)舛纫呀?jīng)達到0.5%，此時工作面還沒有進行回采作業(yè)。工作面一旦開始回采，破碎的煤體以及采空區(qū)少量遺煤涌出的瓦斯必將導致風流中的瓦斯?jié)舛冗M一步升高，工作面上隅角、回風巷發(fā)生瓦斯積聚的風險很大，這給工作面正?；夭陕裣铝酥卮蟀踩[患[2]。

2 通風系統(tǒng)調整方案

根據(jù)中煤科工集團沈陽研究院有限公司編制的《大平煤業(yè)3號煤層瓦斯地質圖編制說明書》，結合礦井實際瓦斯地質賦存規(guī)律，煤層埋深每增大100 m，煤層瓦斯含量增大約3 m3/t。由于該工作面進風巷道埋深大，瓦斯含量較大，導致大量煤壁瓦斯涌出進入風流中，使工作面進風流中的瓦斯?jié)舛瓤焖僭黾?。為了有效解決3112非常規(guī)工作面回采期間上隅角瓦斯容易積聚的問題，結合井下現(xiàn)場實際情況，提出對該工作面通風系統(tǒng)進行調整[3]，調整后的通風系統(tǒng)見圖2。

圖2 3112工作面調整后通風系統(tǒng)

將3112工作面通風系統(tǒng)風流反向，這樣新鮮風流首先經(jīng)過原探巷二巷道進入到工作面切眼。由于原探巷二巷道煤層原始瓦斯含量低，巷道煤壁瓦斯涌出量小，進風風流中瓦斯?jié)舛仍黾虞^少，到達工作面切眼風流中的瓦斯?jié)舛容^低。這樣一來，由于進風風流中瓦斯?jié)舛缺旧砗艿?，風流經(jīng)過工作面以及少部分進入采空區(qū)從上隅角流出時，瓦斯?jié)舛染拖鄬^低，工作面上隅角瓦斯發(fā)生積聚的風險就會小很多。

3 瓦斯抽采方案

為了有效降低工作面回風流瓦斯?jié)舛?，防治回風巷瓦斯積聚，確保工作面安全生產(chǎn)，在原探巷三巷道內設計施工瓦斯抽采鉆孔抽采煤體瓦斯，降低煤體瓦斯含量，減少煤壁瓦斯向巷道內涌出，進而降低工作面回風流瓦斯?jié)舛?，確保工作面回采安全。具體抽采鉆孔施工設計為：巷道左側鉆孔深度50 m，孔間距2 m，孔徑113 mm；巷道右側鉆孔深度100 m，孔間距2 m，孔徑113 mm，見圖3。

圖3 3112工作面抽采鉆孔施工平面

4 實踐效果

對3112非常規(guī)工作面進行通風系統(tǒng)調整之后，配風量1 700 m3/min不變，風流到達工作面切眼時的瓦斯?jié)舛扔稍瓉淼?.4%降到0.05%，通過采取抽采瓦斯措施處理后回風流瓦斯?jié)舛扔稍瓉淼?.5%降到0.2%。目前該工作面已經(jīng)安全回采200 m，回采期間工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸罡邽?.4%，回風瓦斯?jié)舛茸罡邽?.25%，大大降低了工作面上隅角、回風巷道內瓦斯積聚的風險，為工作面安全回采奠定了堅實的基礎。

5 結 語

礦井單“U”型通風系統(tǒng)回采工作面上隅角、回風巷瓦斯治理一直是個難題，針對該礦非常規(guī)工作面瓦斯地質實際賦存情況，通過對工作面通風系統(tǒng)進行調整，采取瓦斯抽采措施，徹底解決了上隅角、回風巷瓦斯積聚的問題，為同類型瓦斯地質條件下的回采工作面瓦斯治理提供了參考。