薄煤層綜采工作面上隅角瓦斯綜合治理實踐

河南平禹煤電公司 李懷軍 張俊勇

薄煤層綜采工作面上隅角瓦斯綜合治理實踐

河南平禹煤電公司 李懷軍 張俊勇

平禹二礦有30多年的開采歷史，工作面以前采用炮采工藝，安全系數(shù)低、產(chǎn)量低、效益低，為了加快礦井的發(fā)展，投入了綜采設(shè)備。上隅角瓦斯管理一直是綜采工作面瓦斯管理的重點和難點，低沼氣礦井如果管理措施不當(dāng)，也會造成瓦斯事故。加強工作面供風(fēng)量，增加上隅角瓦斯抽放、采用現(xiàn)代化的安全監(jiān)測監(jiān)控手段等進行綜合治理，在該礦取得了較好的成效。

該礦開采五煤層，走向90°，傾向180°，傾角16°，煤層厚度0～1.8m，偽頂為炭質(zhì)泥巖，厚度0.2～0.5m，平均0.3m，直接頂為砂質(zhì)泥巖，底板為細(xì)粒砂巖。煤厚變化較大，局部瓦斯涌出時大時小。礦井瓦斯絕對涌出量5.1m3/min，相對涌出量8.16m3/t，低瓦斯礦井，煤塵具有爆炸性，屬自燃煤層。礦井通風(fēng)方式為中央并列抽出式，風(fēng)機為BDK-NO24型軸流式通風(fēng)機，總風(fēng)量3 950m3/min。兩個生產(chǎn)采區(qū)，33110工作面位于33采區(qū)（表1）。

表1 33110工作面巷道參數(shù)

一、33110綜采工作面基本情況

33110綜采工作面位于該礦33采區(qū)最底部，其開采水平為－426～－477m，埋深563～614m，平均588m，采面走向長1 300m，傾斜長180m，煤厚平均1.5m。工業(yè)儲量54萬t，可采儲量52.3萬t。33采區(qū)前兩個采煤工作面回采過程中局部瓦斯含量較高，工作面上隅角多次發(fā)生瓦斯積聚、超限現(xiàn)象。隨著綜采機械化程度的提高，產(chǎn)量不斷增加，上隅角瓦斯管理成為難題。

二、問題的提出

該工作面正式回采時，按《作業(yè)規(guī)程》規(guī)定，日產(chǎn)量2 000t，配風(fēng)量為800 m3/min，采面風(fēng)速為1.93～2.22 m3/s。隨著工作面推進的加快，瓦斯涌出量由原來的0.3～0.5 m3/min增大至1～4 m3/min。礦井在采取了掛導(dǎo)風(fēng)障、回風(fēng)流裝設(shè)局部通風(fēng)機、對上隅角灑水等措施外，遇到老頂周期來壓或遇到地質(zhì)構(gòu)造、采煤機速度較快等情況時，工作面上隅角瓦斯就會頻繁超限，有時甚至達到3%，嚴(yán)重影響了安全生產(chǎn)。由于上隅角瓦斯問題難以解決，工作面被迫實行了限產(chǎn)。

三、上隅角瓦斯治理難點

回采工作面上隅角處于上行風(fēng)的死角，工作面的回采方式、巷道的支護形式、端頭維護形式、工作面配風(fēng)量、風(fēng)度等都對上隅角瓦斯影響較大。多數(shù)礦井都存在上隅角瓦斯局部超限的問題。采用綜采工藝回采的工作面，后部輸送機通道由于受支架的遮擋，上隅角的瓦斯?jié)舛瓤赡芨?，所以上隅角的瓦斯治理是綜采工作面瓦斯管理的重點和難點。

四、上隅角瓦斯綜合治理措施

1. 工作面隅角上封下堵。為減小采面負(fù)壓對上隅角的瓦斯積聚的影響，采面上、下隅角老塘側(cè)用編織袋裝煤充填進行封堵，封堵要保持每班一垛墻（間隔2.4m）。要封堵嚴(yán)實，上幫到幫，下幫緊貼支架，接頂接幫，上隅角瓦斯抽放管跺在編織袋間，有間隙時，要用炮土做成炮泥堵死、堵嚴(yán)。

2. 增加采煤工作面供風(fēng)量。該工作面正式回采時，按《作業(yè)規(guī)程》規(guī)定，配風(fēng)量為800 m3/min，采面風(fēng)速為1.93～2.22 m3/s。后調(diào)整加大至1 000m3/min，采面風(fēng)速為2.43～2.63 m3/s。通過對工作面風(fēng)量的加大，工作面通風(fēng)狀況得到明顯改善。

3. 加強風(fēng)門管理、穩(wěn)定風(fēng)流系統(tǒng)。對該工作面的關(guān)的風(fēng)門全部按標(biāo)準(zhǔn)整修，派專人每班對風(fēng)門情況進行檢查，并專門匯報至礦通風(fēng)科；同時加強與綜采隊有關(guān)人員的管理，使其在通過風(fēng)門后，能及時關(guān)嚴(yán)風(fēng)門，保證工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4. 加強機尾掛設(shè)風(fēng)障管理。自工作面上出口向下5m開始至上隅角放頂線處掛設(shè)風(fēng)障，風(fēng)障用風(fēng)筒布打設(shè)，隨采面放頂線及時回撤并重新打設(shè)，保證過風(fēng)量不少于總回量的20%。該項工作同指定由采煤隊跟班隊長掛設(shè)，瓦斯檢查員負(fù)責(zé)落實及時程度及質(zhì)量，并有權(quán)停止開機作業(yè)，使其上隅角瓦斯能及時沖淡。

5. 保持上隅角始終處于濕潤狀態(tài)。為防止上隅角產(chǎn)生火花，在距工作面20m處，將回風(fēng)巷的剛性支架全部更換成木支架，以防止在支護過程中產(chǎn)生火花，每班用靜壓水向上隅角木棚周圍沖灑，保持梁、柱、網(wǎng)等經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)。

6. 上隅角安裝瓦斯抽放系統(tǒng)。根據(jù)該工作面瓦斯涌出的不穩(wěn)定性，為確保安全生產(chǎn)，增加了瓦斯抽放系統(tǒng)，通過了加強對該工作面上隅角的管理，杜絕了瓦斯超限現(xiàn)象。系統(tǒng)安裝如下：瓦斯抽放泵安裝在－25m水平瓦斯抽放泵房，數(shù)量2臺，型號為2BEP-42，抽出量150m3/min。33110采面風(fēng)巷瓦斯抽放管路兩趟，直徑均為300mm，用于抽放上隅角采空區(qū)瓦斯。用三根支管與直徑300mm的抽放管路相連接，兩根支管插入上隅角墻垛內(nèi)進行抽放采空區(qū)瓦斯，另一根對高冒區(qū)瓦斯進行抽放。用黃泥封堵埋設(shè)管路及墻垛縫隙，確保抽放效果，進氣口要用網(wǎng)防護，防止其他物品進入進氣管。隨著采煤工作的回撤，及時用短節(jié)交替調(diào)整管路距離，確保正常抽放上隅角瓦斯。通過完善上隅角瓦斯抽放系統(tǒng)，瓦斯抽放管的排放側(cè)瓦斯?jié)舛绕骄?.9%左右。

7. 上隅角瓦斯抽放管路拆、裝措施。每班必須由綜采隊指定一名跟班隊長負(fù)責(zé)上隅角臨時擋風(fēng)墻、導(dǎo)風(fēng)簾管理，掐接抽放管路期間采面不得生產(chǎn)，并盡量縮短拆裝時間；拆裝管子前必須先將管子斷開，迅速與新預(yù)埋的管子對接；瓦斯抽采管路拆裝、更換完成后，要對管路質(zhì)量進行檢查，確保安裝穩(wěn)固、安全、位置正確；拆裝瓦斯抽放管路時，先檢測施工地點瓦斯，超過1%時嚴(yán)禁拆、裝管路；在進行瓦斯抽采管路拆裝、更換作業(yè)過程中，嚴(yán)禁金屬工具和金屬管件的強烈撞擊，嚴(yán)防產(chǎn)生撞擊火花。

五、效果檢驗

1. 上隅角瓦斯及采空區(qū)附近的瓦斯控制到0.5%以下，從上述措施實施以來，從未出現(xiàn)過上隅角瓦斯超限的情況。

2. 由于解決了瓦斯超限問題，工作面生產(chǎn)正常進行，割煤能夠進行正規(guī)循環(huán)，循環(huán)率提高，工作面單產(chǎn)明顯提高。

3. 區(qū)隊組織職工的安全意識提高，安全管理水平上了一個新臺階。

六、結(jié)論

加強綜采工作面上隅角的管理給安全生產(chǎn)提供了有力保障。對綜采工作面薄弱環(huán)節(jié)加強管理，才能穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。