柳志宏

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦，山西 呂梁 033102）

瓦斯治理是煤礦安全生產(chǎn)中重要一項(xiàng)內(nèi)容，對于高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井或瓦斯富集區(qū)工作面在開采前必須進(jìn)行合理有效的瓦斯治理，從而降低采掘期間瓦斯涌出量，避免瓦斯事故發(fā)生；目前國內(nèi)外對于構(gòu)造區(qū)域區(qū)采掘工作面主要采用煤層瓦斯抽采、上隅角瓦斯埋管抽采以及采空區(qū)瓦斯抽采等局部瓦斯抽采技術(shù)進(jìn)行瓦斯治理，但是在實(shí)際瓦斯治理過程中由于瓦斯治理重視力度不夠、瓦斯治理技術(shù)不到位以及監(jiān)控力度不足等原因，導(dǎo)致工作面瓦斯治理效果差，特別對于瓦斯富集區(qū)瓦斯涌出量大、涌出速度快，瓦斯治理難度更大；本文根據(jù)已采的向斜軸部109工作面以及正在開采的211工作面的現(xiàn)場情況作為研究背景，對向斜構(gòu)造富集區(qū)209工作面提出了合理有效的瓦斯治理技術(shù)。

1 工程概況

店坪煤礦2016年瓦斯鑒定結(jié)果為絕對瓦斯涌出量4.23m3/min，相對瓦斯涌出量0.85m3/t，為低瓦斯礦井。2017年瓦斯鑒定結(jié)果為絕對瓦斯涌出量2.45m3/min，相對瓦斯涌出量0.76m3/t，為低瓦斯礦井。2018年瓦斯鑒定結(jié)果為絕對瓦斯涌出量3.45m3/min，相對瓦斯涌出量0.77m3/t，為低瓦斯礦井。

209工作面位于830水平二采區(qū)西翼，該面西至井田邊界，東與830系統(tǒng)大巷相通，南與207工作面相鄰(已形成系統(tǒng))，北為211工作面采空區(qū)；209工作面上部5#煤層未進(jìn)行開采，工作面為實(shí)體煤。9#煤層上距5#煤層55～64m。9#煤底板為砂質(zhì)泥巖，密度較?。?#煤層下部有一層煤線，平均厚度50～60cm，層間距6～7m。

209工作面回采期間進(jìn)入向斜軸部區(qū)域時(shí)瓦斯較高，回采期間上隅角最高瓦斯?jié)舛葹?.8%，工作面瓦斯最高濃度為0.38%，回風(fēng)流瓦斯最高濃度為0.42%，根據(jù)已采向斜軸部區(qū)域工作面結(jié)合采掘工程平面圖煤層底板等高線分析，209工作面向斜軸部區(qū)域相對較寬，預(yù)測上隅角瓦斯高濃度持續(xù)時(shí)間比較長，這樣在回采過程中不得以減小循環(huán)進(jìn)度，甚至于停產(chǎn)去處理上隅角瓦斯的問題。這將直接影響工作面的單產(chǎn)水平，影響礦井的產(chǎn)量。

2 209工作面瓦斯綜合治理技術(shù)

2.1 提高瓦斯治理力度

正確認(rèn)識(shí)到瓦斯氣體的危害，思想上高度重視工作面瓦斯異常期間的安全管理，各科室、隊(duì)組落實(shí)好崗位職責(zé)，特別是通風(fēng)科、通風(fēng)隊(duì)、綜采隊(duì)將各項(xiàng)措施落實(shí)到位，安全科加大監(jiān)管力度；嚴(yán)格執(zhí)行瓦斯超限停產(chǎn)原則。

（1）當(dāng)工作面、工作溜子機(jī)尾處、回風(fēng)流瓦斯?jié)舛瘸^報(bào)警值時(shí)，礦調(diào)度室立即指揮綜采工作面停止工作，切斷電源，并匯報(bào)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。通風(fēng)科、隊(duì)接到匯報(bào)立即組織處理，當(dāng)瓦斯?jié)舛仍趫?bào)警值范圍內(nèi)方可恢復(fù)生產(chǎn)。

（2）工作面配備專職瓦檢員。巡回檢查進(jìn)風(fēng)流、下隅角、工作面、工作溜子機(jī)尾處、回風(fēng)流等其他地點(diǎn)后，其余時(shí)間留守在工作溜子機(jī)尾處，對有毒有害氣體等進(jìn)行檢查；同時(shí)合理配備工作面風(fēng)量，進(jìn)一步稀釋工作面瓦斯?jié)舛取?/p>

（3）加強(qiáng)切頂卸壓沿空留巷頂板及采空區(qū)垮落管理，確保頂板支護(hù)到位、采空區(qū)垮落正常，從而保證工作面正常通風(fēng)。

（4）做好工作面防塵管理。割煤時(shí)機(jī)組噴霧和下風(fēng)側(cè)架間噴霧正常開啟；前移封口柱時(shí)必須先對隅角區(qū)域?yàn)⑺疀_洗；機(jī)組過后及時(shí)對機(jī)尾30m范圍內(nèi)灑水滅塵；每班下班前專人對工作面和端頭灑水沖洗，每2d對正副兩巷灑水沖洗一次。

（5）確保安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行。各類傳感器按標(biāo)準(zhǔn)吊掛；定期檢查監(jiān)控電纜和傳感器的完好；確保監(jiān)控系統(tǒng)斷電可靠、有效，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到斷電濃度及時(shí)切斷工作面及回風(fēng)流全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備電源。

2.2 加強(qiáng)煤層瓦斯抽采

為了有效控制工作面回采期間煤層瓦斯涌出量，決定對209工作面回采煤層布置交錯(cuò)長鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采。

（1）采用專用鉆機(jī)配套直徑為65mm鉆桿以及直徑為75mm鉆頭進(jìn)行煤體鉆孔施工，鉆孔布置在2091巷以及2092巷兩側(cè)煤壁上，兩側(cè)鉆孔交錯(cuò)布置，如圖1所示。

圖1 209工作面煤層交錯(cuò)式瓦斯抽采鉆孔布置示意圖

（2）瓦斯抽采鉆孔深度為100m，直徑為75mm，鉆孔布置間距為20m，鉆孔垂直煤體布置，鉆孔開口位置距底板距離為1.5m。

（3）瓦斯抽采鉆孔超前工作面20m布置，瓦斯鉆孔施工完后對鉆孔內(nèi)安裝瓦斯抽采支管，并對鉆孔空口處采用聚氨酯、封孔器進(jìn)行封堵，封孔長度不低于5.0m。

（4）將瓦斯抽采支管分別與巷道內(nèi)瓦斯抽采主管路連接進(jìn)行瓦斯抽采，每個(gè)鉆孔瓦斯抽采時(shí)間不低于7d，瓦斯抽采期間應(yīng)隨時(shí)對鉆孔瓦斯?jié)舛?、抽采量以及衰減情況進(jìn)行監(jiān)測記錄。

2.3 優(yōu)化工作面通風(fēng)系統(tǒng)

店坪煤礦多數(shù)工作面主要采用U型通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、巷道掘進(jìn)工程量小以及通風(fēng)設(shè)施布置數(shù)量少等優(yōu)點(diǎn)，但是U系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)阻大、漏風(fēng)量大不利于工作面上隅角瓦斯治理，所以對209工作面通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理優(yōu)化采用“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)。

（1）由于209工作面采用無煤柱回采工藝，209工作面與207工作面共用一條巷道（2092巷為沿空留巷），所以將209工作面U型通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化為Y型通風(fēng)系統(tǒng)，即2091巷、2092巷為進(jìn)風(fēng)巷，工作面回風(fēng)流沿沿空巷進(jìn)入207工作面（已準(zhǔn)備未回采），然后沿2072巷流入總回風(fēng)巷內(nèi)，如圖2所示。

圖2 209工作面Y型通風(fēng)系統(tǒng)平面布置示意圖

（2）工作面回采時(shí)及時(shí)對沿空巷采空區(qū)側(cè)進(jìn)行封堵，防止風(fēng)流進(jìn)入采空區(qū)或者采空區(qū)內(nèi)有害氣體進(jìn)入回風(fēng)流中，可對采空區(qū)側(cè)安裝擋矸裝置并對擋矸裝置安裝金屬網(wǎng)風(fēng)筒布。

3 工作面瓦斯治理效果

截止2021年8月27日209工作面已回采到位，通過對209工作面采取綜合瓦斯治理后，工作面在后期回采過程中瓦斯?jié)舛鹊玫接行Э刂?，通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，取得了顯著應(yīng)用成效：

（1）通過對209工作面煤層布置瓦斯抽采鉆孔進(jìn)行本煤層瓦斯抽采后，在后期回采過程中落煤點(diǎn)瓦斯涌出量控制在0.32%以下，通過實(shí)測通過對鉆孔施工結(jié)束以及釋放兩個(gè)月后鉆孔內(nèi)瓦斯?jié)舛扔?0%降低至30%。

（2）對工作面通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化后，解決了傳統(tǒng)U系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)上隅角瓦斯治理難度大、瓦斯積聚嚴(yán)重等技術(shù)難題，降低了工作面通風(fēng)風(fēng)阻，減少了采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)量，上隅角瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.24%以下，回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.38%以下，如表1所示。

表1 采取瓦斯治理措施前后工作面瓦斯?jié)舛葘φ毡?/p>

4 結(jié)束語

店坪煤礦通過對向斜構(gòu)造區(qū)209工作面采取綜合瓦斯治理技術(shù)后，從根源上減少瓦斯的涌出，杜絕了209工作面在回采過程中出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象，最終確保了安全生產(chǎn)，為了類似地質(zhì)條件工作面瓦斯治理提供了有力實(shí)踐依據(jù)，取得了顯著應(yīng)用成效。