淺析綜采工作面上隅角瓦斯綜合防治技術

張鵬偉

摘要本文介紹了一八九〇煤礦16122-1綜采工作面上隅角瓦斯積聚情況，分析了綜采工作面上隅角瓦斯來源，確定了其瓦斯超限原因，采取了工作面順層鉆孔抽放、調整采區通風系統、安裝專用抽瓦斯抽放管路、回風巷高位孔抽放和加風障導風等綜合治理措施，最后利用上隅角插管對瓦斯進行抽采，從而解決了上隅角瓦斯超限問題，為16122-1綜采工作面瓦斯治理提供了經驗。

關鍵詞：綜采面；上隅角；瓦斯治理

中圖分類號：C35文獻標識碼： A

一八九〇煤礦目前為高瓦斯礦井，16122-1工作面位于6#煤層北翼采區，工作面標高+1725m-+1755m。16122-1工作面上部為15121采空區，東面為風氧化帶，西面為16122回風巷。16122-1工作面瓦斯含量測定結果如下：

取樣點 損失瓦斯含量W1(m3/t) 粉碎前常壓解吸瓦斯含量W2(m3/t) 粉碎解吸瓦斯含量W3(m3/t) 殘存瓦斯含量(m3/t) 噸煤瓦斯含量(m3/t)

16122-1運輸巷640m處 0.0134 0.9752 3.7829 2.9457 7.7172

16122-1運輸巷540m處 0.3268 0.9164 3.2928 2.9457 7.4887

16122-1運輸巷420m處 0.1887 0.8804 3.0562 2.9457 7.0746

16122-1運輸巷280m處 0.2208 0.6812 3.0012 2.9457 6.8489

根據《一八九〇煤礦16122-1工作面瓦斯涌出量預測》中分析可知，開采層瓦斯涌出量為5.3906 m3/t，鄰近層瓦斯涌出量為0.7437 m3/t，則16122-1工作面瓦斯涌出量為6.1343 m3/t。根據1890煤礦現有采煤技術，按照回采工作面日產原煤3000噸計算，同時考慮到瓦斯涌出的不均衡性，則回采過程中絕對瓦斯涌出量為16.6132m3/min。在生產過程中，由于工作面上隅角和回風流中瓦斯出現瓦斯超限現象，嚴重威脅著礦井的安全生產，16122-1工作面上隅角瓦斯管理成了日常生產中的重點和難點。在探索綜采工作面上隅角瓦斯治理的有效方法上，我們采用了上隅角插管對瓦斯進行抽采，解決工作面采空區瓦斯超限問題，取得了顯著效果。

一、瓦斯超限原因分析

根據對一八九〇煤礦16122-1工作面現場瓦斯來源分析，其工作面上隅角瓦斯來源，確定瓦斯超限原因如下：

(1) 回采過程中其下部7號煤層的卸壓瓦斯將會涌入16122-1工作面，將造成采空區瓦斯涌出較高及上隅角瓦斯積聚的問題。

(2) 回采初期，16122-1工作面實際配給風量750m3/min，日產原煤3000噸，配風無法滿足生產需要，造成風量不足，新鮮風流經工作面到上隅角時，上隅角風量較小，導致16122-1上隅角采空區瓦斯積聚的現象。

(3) 綜采工作面瓦斯涌出量較大，采空區浮塵較多，風流經工作面到采空區至回風巷流，工作面上隅角出現盲區從而導致上隅角瓦斯積聚。

(4) 綜采工作面回采后進行放頂，頂板瞬間垮落，導致游離的瓦斯出現積聚現象。

二、上隅角瓦斯治理技術

1、工作面順層鉆孔抽放

根據瓦斯涌出預測和瓦斯來源分析，一八九〇煤礦16122-1工作面采用順層鉆孔預抽和邊采邊抽的抽采方法。16122-1工作面開采的6#煤層屬于薄及中厚煤層，回采工作面設計傾向長度為105米，直接在運輸巷布置深度為85米（工作面長度的80%為孔深）的平行順層預抽，平行順層預抽時鉆孔與巷道夾角為90°,平行于開切眼，鉆孔傾角隨著煤層傾角變化而調整，盡量使全部鉆孔處于煤層中，采取回采前期預抽，回采過程中邊采邊抽的瓦斯抽放方法。

2、采取調整采區通風系統

16122-1工作面采取的是U形后退式通風，回采過程中其下部7號煤層的卸壓瓦斯將會涌入16122-1工作面，將造成采空區瓦斯涌出較高及上隅角瓦斯積聚等問題。前期16122-1試采過程中實際配給風量750m3/min。根據采區形成后調整供風量約為1500m3/min,工作面瓦斯濃度按0.6％計算，通風排瓦斯量Qp=Q×C/100=1500×0.6/100=9m3/min。而工作面絕對瓦斯涌出量為13.42m3/min（引用5號煤層），如不可抽放瓦斯，則工作面的瓦斯濃度將超限，尚需抽放瓦斯量＝QCH4-Qp=18.18-9=4.42m3/min工作面瓦斯濃度才能維持0.6％

3、上隅角插管抽放

根據上隅角瓦斯積聚現象，16122-1上隅角采用鋪設專用抽放管路，采用低負壓抽放系統對16122-1上隅角進行抽放，抽放管路在回風巷上隅角需調整管路插入后立柱的距離，從而來調整工作面上隅角瓦斯的抽放效率。

4、回風巷高位孔進行瓦斯抽放

在16122-1回風巷頂板向上隅角上方打抽放鉆孔，鉆孔在初始冒落拱上方，能夠提前預抽冒落帶、裂隙帶中的瓦斯，從而降低回采后頂板垮出現上隅角瓦斯積聚現象。

5、采用引風障處理上隅角瓦斯

回采過程中，瓦斯涌出異常，最大時回風上角瓦斯濃度為1.4％，回風流瓦斯濃度1.1％。采取在上隅角打風障處理上隅角瓦斯，上隅角基本控制在0.6％左右。但由于現場條件影響，風障管理難度大，因此掛風障成了上隅角瓦斯治理的輔助措施。

三、抽采效果

通過方案的實施，16122-1工作面上隅角瓦斯控制在0.7%，回風流瓦斯為0.4％，綜采工作面瓦斯濃度為0.6％，16122-1上隅角瓦斯治理取得了良好的成效。

四、 結束語

(1)綜采工作面的上隅角瓦斯治理，必須進行詳細地原因分析，根據具體情況采取有針對性的綜合措施。

(2)采取調整采區通風系統，可以較好的實現采區的風量配備，但靠風排瓦斯是有一定的局限性，且非生產區域瓦斯濃度難以保證。

(3)通過生產實踐證明，當工作面上隅角瓦斯濃度較高時，采用回風巷上隅角插管抽放的方法，是實現上隅角瓦斯綜合治理的一種安全、穩定、可靠的方法。

(4)構建引風風障能夠解決上隅角瓦斯超限，但工作面打風障不易管理，維護時常常與工作面回采相互干擾和影響。

參考文獻：

（1）林栢泉.礦井瓦斯防治理論與技術.中國礦業大學出版社,2010.6

（2）張榮立.采礦工程設計手冊.煤炭工業出版社,2003.5.

（3）煤礦瓦斯抽采達標暫行規定.安監總煤裝〔2011〕163號

（4）防治煤與瓦斯防突規定.安監總煤裝2011

（5）煤礦瓦斯抽放規范.國家安全生產監督管理總局2006.11