淺議采面臨近層瓦斯治理

摘 要：本文闡述了宣東礦通過(guò)采面通風(fēng)管理，減少瓦斯涌出及進(jìn)行采空區(qū)抽放和隅角抽放的綜合治理，僅供參考。

關(guān)鍵詞：瓦斯 來(lái)源 防治 抽放 措施

概述

宣東礦206采煤工作面為特高瓦斯綜采工作面，最高瓦斯涌出量達(dá)到95m3/min。該采面位于礦井第一水平的Ⅲ3煤層、井田東南部的二采區(qū)。東南至采區(qū)邊界，西北以-230大巷為界，左臨205采空區(qū)，右臨207采面；煤層傾向東南，工作面長(zhǎng)度146m；206采面采用走向長(zhǎng)壁一次采全高的綜合采煤方法，仰斜開(kāi)采、自然冒落法管理頂板。

206采面區(qū)域內(nèi)煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤種為弱粘煤和1/3焦煤。煤層厚度3.5～4.9米，平均4.2米。平均煤層傾角5°。煤層為易自燃煤層，自燃發(fā)火期41-43天。

煤層底板為泥質(zhì)粉砂巖，頂板為細(xì)砂巖、粉砂巖和中細(xì)砂巖，老頂為輝綠巖。從位于206采面上下的51號(hào)鉆孔和7-3孔來(lái)看，輝綠巖成巖床狀形態(tài)賦存，距煤層距離由40.92m變至37.07m，對(duì)煤系地層內(nèi)的瓦斯起到了很好的封閉作用。206采面通風(fēng)方式前期為“U+L”，后期為“U”型通風(fēng)，工作面通風(fēng)量控制在2200-2600m3/min左右。

206采面瓦斯來(lái)源及構(gòu)成

在206采面開(kāi)采過(guò)程中，統(tǒng)計(jì)了工作面推采長(zhǎng)度和瓦斯涌出量。工作面沒(méi)有推采前的瓦斯涌出量是4.5m3/min，由于采面積水，水面上全部是底板瓦斯涌出形成的“水泡”，因此認(rèn)為采面這時(shí)的瓦斯來(lái)源主要來(lái)自底板；工作面推采20m之內(nèi)，頂板沒(méi)有冒落，可以認(rèn)為工作面涌出的瓦斯就是落煤釋放的瓦斯，其瓦斯涌出量增加了9.5m3/min，是本煤層釋放的瓦斯；工作面推采過(guò)20米后，頂板來(lái)壓、并逐步冒落，工作面瓦斯涌出增大，至工作面推采至40米時(shí)，頂板完全冒落，瓦斯增大并穩(wěn)定在48m3/min，隨后工作面繼續(xù)推進(jìn)、老頂來(lái)壓，瓦斯進(jìn)一步增大，最后穩(wěn)定在60 m3/min。頂板冒落后瓦斯增加了34m3/min，老頂來(lái)壓后瓦斯涌出量又增加了12m3/min。

因此得出了206采煤工作面的瓦斯來(lái)源為：底板占7.5%、本煤層占15.8%、直接頂板占56.7%、老頂占20%、頂板總瓦斯涌出量約占采面瓦斯涌出量的76.7%。見(jiàn)圖（1）。工作面平均日產(chǎn)煤3000t，平均噸煤瓦斯含量約5.56m3/t。

206采面瓦斯防治措施

通過(guò)對(duì)206采面的瓦斯來(lái)源和構(gòu)成的分析，206采面的瓦斯來(lái)源主要是上臨近層，占采面瓦斯的76.7%。瓦斯治理要堅(jiān)持“通風(fēng)管理是基礎(chǔ)，采空區(qū)抽放是關(guān)鍵，隅角抽放是保障”的原則。即：工作面供風(fēng)要滿(mǎn)足稀釋落煤涌出的瓦斯，采空區(qū)抽放要將臨近泄壓釋放的瓦斯全部抽放出來(lái)，涌入采面隅角的小部分采空區(qū)瓦斯通過(guò)隅角抽放進(jìn)行處理。

通風(fēng)管理措施：改變采面通風(fēng)方式。206采面前期采用“U+L”通風(fēng)方式，其瓦斯涌出量最大達(dá)到95m3/min；后通風(fēng)方式改變?yōu)椤癠”型后，并采取了加快采空區(qū)頂板冒落和用風(fēng)障封堵進(jìn)風(fēng)隅角的措施，減少了采空區(qū)漏風(fēng)和瓦斯涌出，采面瓦斯涌出降到了62.9m3/min，下降了約32m3/min，為宣東206采面的瓦斯治理，打下了良好的基礎(chǔ)。

工作面風(fēng)量影響：在206采面采用“U”型通風(fēng)方式期間，通過(guò)2007年8、9月份，對(duì)采面的瓦斯涌出量、風(fēng)排瓦斯量和風(fēng)量的統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)表1），發(fā)現(xiàn)增大工作面風(fēng)量不僅增大了采面的瓦斯涌出量，還增大工作面風(fēng)排瓦斯量，所以要根據(jù)本煤層的瓦斯涌出量來(lái)合理調(diào)節(jié)工作面的供風(fēng)量。此后，工作面供風(fēng)量保持在2250m3/min左右，采面瓦斯涌出量下降至40m3/min，風(fēng)排瓦斯量為12 m3/min。

瓦斯抽放：本煤層瓦斯抽放。本煤層的瓦斯隨著開(kāi)采釋放到風(fēng)流當(dāng)中，造成回風(fēng)瓦斯含量增大和隅角的瓦斯超限。開(kāi)展本煤層瓦斯抽放是減少采面瓦斯涌出、降低工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?、保證礦井安全生產(chǎn)的根本措施。宣東礦206采面的本煤層抽放由于煤質(zhì)松軟、打鉆困難，采用煤壁淺孔泄壓抽放。鉆孔深度6米，抽放瓦斯量約1.5 m3/min。

鄰近層瓦斯抽放：針對(duì)206采面的瓦斯來(lái)源和抽放情況綜合分析，206采面的瓦斯抽放工作要徹底解決采空區(qū)的瓦斯涌出，防止采空區(qū)瓦斯流入工作面。

根據(jù)宣東礦204采面、205采面的瓦斯抽放經(jīng)驗(yàn)，206采面在充分總結(jié)過(guò)去的瓦斯抽放方法的基礎(chǔ)上，前期采用低位鉆孔結(jié)合低位鉆場(chǎng)的抽放方法進(jìn)行瓦斯抽放；從采面中部開(kāi)始，僅用低位鉆孔抽放，瓦斯抽放量未受影響，抽放率達(dá)到49.45%；后期采用低位鉆孔和高位抽放巷結(jié)合的方式進(jìn)行瓦斯抽放。

通過(guò)對(duì)各種鉆孔布置的終孔位置的分析，見(jiàn)表（2），宣東礦以上鄰近層瓦斯為主的瓦斯抽放的抽放點(diǎn)的合理位置是在回風(fēng)巷道內(nèi)側(cè)20m，采煤工作面上方35m～45m（即11-12倍采高）的位置（見(jiàn)圖2）。

206采面后期試驗(yàn)了利用高位抽放巷道抽放瓦斯，抽放巷道布置在進(jìn)風(fēng)側(cè)內(nèi)20m、煤層上方32m的位置。抽放的瓦斯?jié)舛绕骄鶠?0%，標(biāo)態(tài)瓦斯抽放量約為20m3/min，抽放狀態(tài)平穩(wěn)，有效解決采面的瓦斯問(wèn)題。

隅角瓦斯抽放?；仫L(fēng)隅角的瓦斯管理是安全生產(chǎn)管理的重要組成部分。宣東礦206采面的隅角瓦斯管理主要以抽放為手段。安裝抽放泵和抽放風(fēng)機(jī)同時(shí)工作，抽放流量500m3/min，抽放瓦斯?jié)舛?.5%左右，瓦斯抽放量10m3/min以上。通過(guò)開(kāi)展隅角瓦斯抽放，采面隅角的瓦斯超限問(wèn)題得到了根本解決，有效地解決了工作面隅角的瓦斯問(wèn)題。

結(jié)論與啟示

宣東礦Ⅲ3206采面的瓦斯來(lái)源為本煤層占15.8%，上鄰近層占76.7%，下鄰近層占7.5%。

宣東206采面的瓦斯涌出量，采用“U”型通風(fēng)方式比“U+L”通風(fēng)方式每分鐘平均降低32m3。

“U”型通風(fēng)方式工作面的風(fēng)量，滿(mǎn)足沖淡本煤層的瓦斯涌出即可，如果繼續(xù)增大風(fēng)量，反而會(huì)增加工作面回風(fēng)和隅角的瓦斯管理壓力。

對(duì)206采面上鄰近層瓦斯的抽放，抽放點(diǎn)位置要布置在工作面內(nèi)側(cè)20m、煤層上部40m-45m的位置最好。采用高位巷道進(jìn)行瓦斯抽放，抽放狀態(tài)平穩(wěn)、抽放效果好。

用隅角瓦斯抽放措施來(lái)處理采面隅角的瓦斯超限是一種最有效的手段。 （作者單位：張家口礦業(yè)集團(tuán)）

作者簡(jiǎn)介：王愷德，河北省尚義縣人，通風(fēng)工程師，現(xiàn)任張家口礦業(yè)集團(tuán)通風(fēng)管理部副部長(zhǎng)，多年從事礦山救護(hù)和“一通三防”管理工作。已公開(kāi)發(fā)表論文多篇。