下行通風(fēng)采區(qū)綜采工作面瓦斯治理技術(shù)研究

摘要：分析綜采工作面瓦斯來(lái)源，通過優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)32塊段通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，改變采空區(qū)內(nèi)的壓差，改變風(fēng)流流動(dòng)方向，阻止了3224工作面采空區(qū)內(nèi)瓦斯向3226工作面流動(dòng)，同時(shí)結(jié)合3226工作面風(fēng)巷向上隅角采空區(qū)施工斜交鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放，杜絕了瓦斯超限，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，消除了安全隱患。

關(guān)鍵詞：上隅角；瓦斯治理；采空區(qū)；瓦斯抽放

1. 工作面概況

3226工作面上區(qū)段西緊靠3224工作面（已回采），東到F5斷層下盤，北到3226切眼，南到32塊段上山保安煤柱。32煤層屬于二迭系上統(tǒng)上石盒子組，下距K3砂巖60～90 m 。該面的煤層厚度1.60～3.30m，平均2.57m，煤層傾角12～30°，平均20°。煤層賦存較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以一層薄夾矸為主，夾矸巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖，厚0～0.67m。3226綜采工作面平均走向長(zhǎng)度582m，平均傾斜長(zhǎng)度為185m，于2017年1月份進(jìn)行試采，采用單一走向長(zhǎng)壁采煤法，推進(jìn)方式為后退式回采。3226工作面采用“U”型通風(fēng)，初采期間配風(fēng)量1580m3/min，初采期間工作面上隅角甲烷濃度0.6%，回風(fēng)巷甲烷濃度0.2%。采過90m后，工作面甲烷濃度逐漸增大，上隅角瓦斯最大達(dá)2%，嚴(yán)重影響工作面安全生產(chǎn)，先后采取增大工作面風(fēng)量、上隅角采用風(fēng)障以及工作面施工釋放鉆孔，均不能解決上隅角瓦斯問題。經(jīng)過分析瓦斯主要來(lái)源為3224采空區(qū)及本工作面采空區(qū)瓦斯。

2. 上隅角瓦斯來(lái)源分析

“U”型通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流分為兩部分，在進(jìn)、回風(fēng)巷風(fēng)流壓差作用下，一部分直接從工作面流過，一部分流入采空區(qū)，進(jìn)入采空區(qū)的風(fēng)流攜帶大量瓦斯從采煤工作面上隅角流出。3226工作面上部3224工作面采空區(qū)由于受采動(dòng)影響形成大量裂隙，加之本采區(qū)為下行通風(fēng)采區(qū)，上部已回采工作面采空區(qū)內(nèi)的瓦斯隨風(fēng)流動(dòng)力影響向下移動(dòng)，已回采工作面采空區(qū)瓦斯通過裂隙在壓差的作用下流向3226工作面上隅角。

目標(biāo)工作面的瓦斯來(lái)源以及兩工作面位置關(guān)系如下圖1所示。

Fig.1Schematic diagram of working face and goaf location

3. 上隅角瓦斯治理技術(shù)

為保障安全生產(chǎn)，通過優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)32塊段通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控，改變采空區(qū)內(nèi)的壓差，改變風(fēng)流流動(dòng)方向，阻止了3224工作面采空區(qū)內(nèi)瓦斯向3226工作面流動(dòng)，同時(shí)結(jié)合3226工作面風(fēng)巷向上隅角采空區(qū)施工斜交鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放，杜絕了瓦斯超限，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，消除了安全隱患。

3.1、均壓法

（1）臨近采空區(qū)均壓。

通風(fēng)系統(tǒng)改造前，3220風(fēng)巷、3224風(fēng)巷封閉墻處于進(jìn)風(fēng)側(cè)，墻屬于低負(fù)壓區(qū)，造成采空區(qū)瓦斯經(jīng)留設(shè)煤柱裂隙向3226工作面風(fēng)巷涌出。經(jīng)過實(shí)踐檢測(cè)，臨近采空區(qū)瓦斯涌出總量占30-50%。經(jīng)過對(duì)上部車場(chǎng)、三中車場(chǎng)構(gòu)筑臨時(shí)通風(fēng)設(shè)施，增大3220風(fēng)巷、3220機(jī)巷、3224風(fēng)巷、3224機(jī)巷封閉墻負(fù)壓，使得機(jī)巷、風(fēng)巷壓差趨于0，達(dá)到均壓的效果，使采空區(qū)風(fēng)流缺少動(dòng)力的影響無(wú)法流動(dòng)運(yùn)行，達(dá)到采空區(qū)瓦斯不向3226工作面風(fēng)巷溢出，避免了采空區(qū)瓦斯向回采工作面涌出，不僅利于采空區(qū)內(nèi)部防火，而且杜絕了瓦斯超限，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)，消除了安全隱患。下圖2為調(diào)整后的通風(fēng)系統(tǒng)示意圖，

（2）該回采工作面采空區(qū)均壓。在進(jìn)、回風(fēng)巷風(fēng)流壓差作用下，一部分流入采空區(qū)，進(jìn)入采空區(qū)的風(fēng)流攜帶大量瓦斯從采煤工作面上隅角流出。經(jīng)過實(shí)踐檢測(cè)，臨近采空區(qū)瓦斯涌出總量占15-25%。采取上下隅角充填封堵，減少漏風(fēng)，讓采空區(qū)內(nèi)缺少風(fēng)流流動(dòng)動(dòng)力，減少采空區(qū)瓦斯流向上隅角。

3.2、工作面風(fēng)巷施工斜交鉆孔抽放上隅角采空區(qū)瓦斯

在風(fēng)巷F26點(diǎn)向后20m處向上隅角施工斜交鉆孔，終孔位置在3224機(jī)巷與3226風(fēng)巷之間，距離煤層頂板不超過10m。動(dòng)態(tài)對(duì)3226工作面抽放系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，拆除斜交鉆孔抽放效果差的鉆孔，去掉影響抽放負(fù)壓的無(wú)效抽放支管，合理分配抽放負(fù)壓，確保最佳抽放效果。工作面上隅角鉆孔布置位置如下圖3所示。

Fig.2Schematic diagram of the adjusted ventilation system

Fig.3Schematic diagram of the upper corner hole layout

4. 現(xiàn)場(chǎng)管理

（1）通風(fēng)區(qū)安排技術(shù)業(yè)務(wù)骨干測(cè)氣員現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)瓦斯，生產(chǎn)單位在回柱、移架前要先通知測(cè)氣員進(jìn)行瓦斯檢查，只有上隅角瓦斯在0.6%以下時(shí)方可作業(yè)。

（2）嚴(yán)格落實(shí)上隅角管理制度，規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)操作。

（3）通防系統(tǒng)安排干部現(xiàn)場(chǎng)跟班，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，并將瓦斯情況升井后匯報(bào)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行分析。

（4）每天安排專人收集瓦斯抽放數(shù)據(jù)，并繪制抽放曲線圖，分析瓦斯抽放變化情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)匯報(bào)、處理。

5. 治理效果

5.1、采取措施前瓦斯情況

5.2、采取措施后瓦斯情況

經(jīng)過通風(fēng)系統(tǒng)改造結(jié)合風(fēng)巷斜交鉆孔抽放上隅角瓦斯，工作面生產(chǎn)期間上隅角最大瓦斯?jié)舛仍?.4%～0.5%。通過調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)合風(fēng)巷斜交鉆孔抽放上隅角瓦斯，有效的解決了3226工作面上隅角瓦斯問題，解除了瓦斯威脅，為工作面安全生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

6. 結(jié)束語(yǔ)

（1）綜采工作面上隅角瓦斯問題是普遍存在問題，不僅威脅職工的生命安全，嚴(yán)重制約著工作面的產(chǎn)量和效益，治理綜采工作面上隅角瓦斯必須認(rèn)真分析瓦斯來(lái)源，因地制宜的采取具有針對(duì)性治理措施。

（2）通過利用通風(fēng)壓差，使采空區(qū)機(jī)巷、風(fēng)巷壓差趨于0，消除采空區(qū)內(nèi)的風(fēng)流流動(dòng)動(dòng)力，從而達(dá)到采空區(qū)內(nèi)因瓦斯缺少動(dòng)力的作用，風(fēng)流無(wú)法流動(dòng)，避免采空區(qū)瓦斯向3226工作面風(fēng)巷溢出，即利于采空區(qū)內(nèi)部防火，又有效治理3226工作面上隅角瓦斯，同時(shí)合理分配抽放負(fù)壓，優(yōu)化抽放系統(tǒng)，增加3226工作面風(fēng)巷斜交鉆孔抽放負(fù)壓，提高瓦斯抽放效果，消除了安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1]代林聚、郄利敏，瓦斯涌出異常綜采工作面綜合防治技術(shù)研究[J]，煤礦現(xiàn)代化；2010年03期。

[2]袁守貴、趙呈清，淺談采煤工作面上隅角的瓦斯治理[J]，山東煤炭科技，2012年06期。

[3]張志晶，綜采工作面上隅角瓦斯治理技術(shù)研究[J]，能源與節(jié)能，2014年04期。

[4]靳春武，綜采工作面上隅角瓦斯分布規(guī)律及處理方法的研究[J]，同煤科技，2009年01期

作者簡(jiǎn)介：王振武（1986.01—），男，助理工程師， 2011年畢業(yè)于河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院安全工程專業(yè)，現(xiàn)在安徽淮北礦業(yè)集團(tuán)許疃煤礦通風(fēng)區(qū)從事于煤礦“一通三防”管理工作。