李亞南

（潞安化工集團高河能源有限公司，山西 長治 046000）

1 工作面概況

工作面上方為耕地，工作面布置如圖1 所示，工作面北部距2# 村莊770 m，距3# 村莊635 m，距4#村莊490 m，南部距6#村莊250 m，距7#村莊550 m，西部為嵐水河且嵐水河由南向北從W3305 工作面西北部通過。W3305-2 工作面為西三盤區(qū)工作面，南北均為未采區(qū)，東面接+450 m 水平北翼大巷，西面為一切眼采空區(qū)。巷道底板最高點位于W3305-2 回風(fēng)順槽“3”測點，底板標高+480.222 m，最低點位于W3305-2 輔運順槽“F37”測點，底板標高+361.515 m，最高點和最低點高差為118.707 m。煤層埋深427～537 m。井上、下及煤層對應(yīng)關(guān)系：W3305-2 工作面上方為耕地，回采為3#煤層。3#煤底板距9#煤底板平均距離65.4 m。

圖1 工作面布置圖

2021 年度高河礦井瓦斯涌出量測定結(jié)果，可知礦井絕對瓦斯涌出量290.72 m3/min，為高瓦斯礦井；依據(jù)《W3305 回采工作面抽采評判報告》得知，高河礦井W3305 工作面經(jīng)抽采后瓦斯含量為5.9146 m3/t，可解吸瓦斯含量為3.899 8 m3/t，殘存瓦斯含量為2.014 8 m3/t。

2 瓦斯管理

2.1 工作面瓦斯管理

加強礦井通風(fēng)管理，確保通風(fēng)設(shè)施和監(jiān)測監(jiān)控設(shè)施完好。通過風(fēng)門時要隨手關(guān)閉，進風(fēng)順槽運料過程中經(jīng)過橫貫風(fēng)門時，應(yīng)提前20 m 減速，確認安全距離大于200 mm 后方可通行，回撤單體柱、π 型梁時要注意保護傳感器和監(jiān)控傳輸線，防止碰壞傳感器、拉斷線纜。嚴禁瓦斯超限作業(yè)，建立瓦斯預(yù)報警制度，當(dāng)瓦斯?jié)舛融呌趫缶禃r必須停止作業(yè)，分析原因，采取相應(yīng)的預(yù)防瓦斯超限措施[1]。工作人員下井必須隨身攜帶便攜式瓦檢儀，隨時隨地對瓦斯?jié)舛冗M行檢查。機組在180#架至機尾割煤時，采取先割煤后放煤措施，減少瓦斯瞬時涌出量，防止因瞬時煤量過大造成瓦斯?jié)舛瘸?。交接班時，前、后溜必須全部開空，后溜與支架之間堆煤高度不得超過0.5 m。

瓦斯檢查制度：由瓦檢隊每班派專職瓦檢員，對工作面進風(fēng)流（距工作面10～15 m 處的進風(fēng)流）、工作面回風(fēng)流（沿空留巷內(nèi)距工作面10 m 處）、后刮板輸送機的機尾電機上部和回風(fēng)順槽回風(fēng)流4 處的瓦斯進行巡回檢查，每班不得少于3 次，且相鄰間隔時間不得超過3h，并認真填寫瓦斯檢查牌板。每班至少對支架頂部（靠煤墻側(cè)）后尾梁（靠采空區(qū)側(cè)）處的瓦斯?jié)舛冗M行1 次檢查，間隔5 架設(shè)1 個檢查點；瓦斯?jié)舛龋w積分數(shù)，下同）大于1.5%時，必須停產(chǎn)處理。沒有得到通風(fēng)調(diào)度許可，專職瓦斯檢查員不得擅自離開綜采工作面進風(fēng)10 m 到回風(fēng)10 m 范圍。瓦斯傳感器的讀數(shù)經(jīng)瓦檢員實地檢查，確實超出允許誤差時，必須向通風(fēng)調(diào)度匯報，由通風(fēng)調(diào)度通知自動化部更換傳感器。

電動機或其開關(guān)安設(shè)地點附近20 m 以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛冗_到1.2%時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理。工作面巷道內(nèi)體積大于0.5 m3的空間內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛冗_到2%時，必須停止工作，切斷電源，及時采取壓風(fēng)管壓風(fēng)稀釋等措施處理。隨著回采推進，必須保證老塘及時垮落；當(dāng)機頭老塘懸頂面積達到10 m3，在采取剪網(wǎng)、退錨等措施后仍無法垮落，則采用CO2氣相壓裂的方法放頂，放頂前全面檢查老塘區(qū)域及膠帶超前段的支護強度，及時更換卸壓、損壞或失效的單體柱，保證單體柱壓力不小于15 MPa。柔模支護不要緊跟后溜機尾，至少滯后1 m距離，避免后三角區(qū)瓦斯積聚，并保證柔模墻和垮落的煤體間交接緊實嚴實。若柔模墻頂?shù)捉呛蛢蓚?cè)存在漏風(fēng)現(xiàn)象時，應(yīng)及時用水泥、黃土或無機噴涂材料進行封堵[2]。沿空留巷打設(shè)的柔?；炷翂γ扛?00 m，由兩個柔?；炷聊０褰唤犹幭虿煽諈^(qū)敷設(shè)一根監(jiān)測束管，束管外套4 分鍍鋅管，防止頂板來壓導(dǎo)致監(jiān)測束管損壞，以便定期采樣分析采空區(qū)氣體成分（監(jiān)測束管安裝標準：監(jiān)測束管距離巷道頂板300 mm，深入柔模墻內(nèi)300 mm，束管在柔模墻外的外露端距底板不大于1.5 m）出現(xiàn)冒頂、漏頂時，必須先停止采煤，經(jīng)檢查支架頂部瓦斯?jié)舛龋?.5%時，方可回采作業(yè)。工作面內(nèi)及與工作面相連的采空區(qū)空頂超過0.5 m3、瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，必須停止作業(yè)，采取措施處理。必要時對支架上方和煤墻進行注漿加固或充填，注漿、充填材料必須符合國家及集團公司有關(guān)規(guī)定。

2.2 工作面初次來壓期間瓦斯管理

在初次來壓前，進行現(xiàn)場檢查，在采煤工作面預(yù)報的頂板初次來壓處設(shè)置明顯標志，并安排提前作好工作面超前維護工作，確保進進風(fēng)順槽道出口暢通，通風(fēng)良好。工作面初采2 刀煤后，對頂板進行預(yù)裂。初次來壓期間，必須按規(guī)定速度割煤，即排頭架至180#架（2～3 m/min），181#架至排尾架（0.5～1 m/min），通過降低速度來減少落煤的瓦斯涌出量。初次來壓期間，回采工作面必須保證通風(fēng)系統(tǒng)可靠，設(shè)專人負責(zé)管理通風(fēng)設(shè)施，并采取措施盡可能增大工作面的供風(fēng)量，提高風(fēng)排瓦斯能力。回風(fēng)順槽、沿空留巷、后溜電機上方等地點的瓦斯監(jiān)控裝置必須吊掛規(guī)范，瓦檢員嚴格執(zhí)行每班匯報三次瓦斯數(shù)據(jù)制度，嚴格對各檢查點進行檢查，在錯機尾、拉架時必須堅守在后溜電機探頭附近[3]。

2.3 工作面密閉前瓦斯管理

工作面密閉前設(shè)立柵欄，無關(guān)人員嚴禁入內(nèi)，每班巡檢瓦斯員應(yīng)按時對密閉前瓦斯進行檢查，進風(fēng)順槽、膠帶順槽密閉前瓦斯?jié)舛炔坏酶哂?.5%，回風(fēng)巷密閉前瓦斯?jié)舛炔坏酶哂?.8%，瓦斯?jié)舛冗_到規(guī)定值時，必須停止生產(chǎn)，消除隱患；密閉前20 m 范圍內(nèi)作業(yè)人員應(yīng)隨身攜帶便攜式瓦檢儀，發(fā)現(xiàn)瓦斯異常應(yīng)及時停止作業(yè)，進行匯報處理。嚴禁有密閉前5 m 范圍內(nèi)物料堆放、積水及淤煤堆積，嚴禁破壞密閉的柵欄等相關(guān)通風(fēng)設(shè)施，嚴禁是私自整密閉“三孔”的狀態(tài)。隊組巡查巷道人員，在巷道巡查期間，若發(fā)現(xiàn)密閉前瓦斯異常、密閉內(nèi)有悶雷聲等異常響聲或密閉頂板、煤壁有掉渣、破損情況，應(yīng)及時向通風(fēng)調(diào)度、通風(fēng)部匯報，隊組對“頂幫”有異常情況的密閉，應(yīng)及時采取補打木垛、抬棚等支護措施。

2.4 瓦斯含量、壓力測定

工作面每推進50 m，在16#、105#、194#架分別施工瓦斯參數(shù)測定孔，取樣進行瓦斯含量、壓力測定。測定孔孔深≥30 m，方位角垂直于煤墻，開孔高度≥1 m。鉆孔位置避開夾矸層，根據(jù)現(xiàn)場情況進行調(diào)整。隊組根據(jù)生產(chǎn)組織計劃，提前三天向瓦斯研究室申請參數(shù)測測定。

3 抽采系統(tǒng)

3.1 抽采方法

1）采前預(yù)抽、邊采邊抽；

2）高抽巷采空區(qū)抽采。

W3305-2 工作面瓦斯抽放系統(tǒng)，如圖2 所示。

圖2 瓦斯抽放圖

3.2 抽采管路系統(tǒng)

1）膠帶順槽（Φ355 mm）→膠帶順槽回風(fēng)聯(lián)巷（Φ355 mm）→北翼回風(fēng)西大巷（Φ820 mm）→鮑村地面泵站；

2）進風(fēng)順槽（Φ355 mm）→進風(fēng)順槽回風(fēng)聯(lián)巷（Φ355 mm）→北翼回風(fēng)西大巷（Φ820 mm）→鮑村地面泵站；

3）高抽巷敷設(shè)瓦斯管路：高抽巷I 段口（Φ710 mm×2 趟）→北翼回風(fēng)西大巷（Φ820 mm）→鮑村地面泵站。

4 工作面“一面一策”瓦斯治理方案

4.1 布置方式及現(xiàn)狀

W3305-2 膠帶、進風(fēng)順槽各敷設(shè)一趟Φ355 mm瓦斯管，用于該工作面煤層預(yù)抽；W3305 高抽巷敷設(shè)兩趟Φ710 mm 管路，用于高抽巷抽采。預(yù)抽管路與北翼回風(fēng)西大巷Φ820 瓦斯干管相連，由鮑村瓦斯泵站進行抽采。

4.2 服務(wù)系統(tǒng)配備能力

鮑村泵站裝備有8 臺2BEC87 型水環(huán)式真空泵，額定抽放量910 m3/min，其高負壓系統(tǒng)為1 用3 備；低負壓系統(tǒng)二為2 用2 備。W3305 膠帶、進風(fēng)順槽各敷設(shè)一趟Φ355 mm 瓦斯抽采管路，與鮑村瓦斯泵站高負壓抽采系統(tǒng)連接。W3305 高抽巷布置兩趟Φ710 mm抽采管路，與鮑村泵站低負壓系統(tǒng)連接。

4.3 瓦斯涌出預(yù)測

W3305-2 工作面日產(chǎn)量為9116.0 t，根據(jù)計算知工作面相對瓦斯涌出量為5.54 m3/t，對應(yīng)的絕對瓦斯涌出量為35.1 m3/min。

4.4 瓦斯治理措施

瓦斯治理目標：回采前，工作面可解析瓦斯含量降至4 m3/t 以下，回采期間，工作面瓦斯抽采率達到50%以上，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.8%以下，回風(fēng)巷風(fēng)速不超4 m/s。

瓦斯治理措施：W3305-2 工作面采用本煤層預(yù)抽（邊采邊抽）、高抽巷采空區(qū)抽放瓦斯、沿空留巷柔模墻埋管抽采空區(qū)瓦斯和頂板裂隙帶抽采瓦斯實現(xiàn)工作面抽采達標。

4.4.1 本煤層預(yù)抽（邊采邊抽）

W3305-2 膠帶順槽布置雙排孔，孔深175 m，孔徑94 mm，開孔高度2.0、2.5 m，單排鉆孔之間間距3.4 m。

W3305-2 進風(fēng)順槽布置雙排孔，孔深175 m，孔徑94 mm，開孔高度2.0、2.5m，單排鉆孔之間間距3.4 m。

4.4.2 高抽巷采空區(qū)抽采

高抽巷長1 611 m，覆蓋整個工作面，垂直距離切眼頂板8 m，距離進風(fēng)順槽水平距離35 m。

4.4.3 瓦斯治理能力評估

W3305 工作面預(yù)計配風(fēng)4 600 m3/min，回風(fēng)流風(fēng)量4 200 m3/min，按照回風(fēng)流瓦斯?jié)舛炔怀^0.8%計算最大風(fēng)排能力為33.6 m3/min。抽放能力：W3305-2工作面回采時預(yù)測順槽本煤層預(yù)抽瓦斯量為4 m3/min，高抽巷瓦斯抽采量預(yù)計在15～20 m3/min 左右，合計可抽采瓦斯22 m3/min 以上。W3305-2 工作面風(fēng)排能力加抽放能力共55.6 m3/min＞35.1 m3/min，可以滿足瓦斯治理需求。

5 結(jié)語

W3305 工作面設(shè)計了W3305-2 膠帶、進風(fēng)順槽各敷設(shè)一趟Φ355 瓦斯管，用于該工作面煤層預(yù)抽；W3305 高抽巷敷設(shè)兩趟Φ710 管路，用于高抽巷抽采；預(yù)抽管路與北翼回風(fēng)西大巷Φ820 瓦斯干管相連，由鮑村瓦斯泵站進行抽采的方案。取得了較好的抽采效果，確保了礦井安全生產(chǎn)。