高瓦斯綜放工作面高效通風技術應用

常杉杉

（陽泉煤業（集團）有限責任公司， 山西 陽泉 045008）

1 通風概況

8303 工作面是三采區布置的大走向高效工作面，采用大采高綜放工藝。工作面巷道布置有4 條，采用全風壓通風。進風巷和回風巷沿著15 號煤層頂板掘進，低抽巷和高抽巷位于15 號煤上方巖層中，巷道均封閉接入抽采系統，瓦斯排放方式為抽放形式。8303 工作面（東部）瓦斯來源：小部分為工作面本煤層瓦斯，大部分為頂板垮落后的上鄰近層瓦斯涌出。

2 瓦斯及通風分析

根據15 號煤南條帶三采區8303 工作面（西部）2015.07—2015.09，開采期間瓦斯數據：工作面配風平均為2 700 m3/min，平均瓦斯涌出總量為138.70 m3/min，工作面平均日產11 023 t，相對瓦斯涌出量為18.17 m3/min，二氧化碳涌出不均衡系數為1.49。

預計8303 工作面（東部）日產7 300 t，瓦斯涌出量參考8303 工作面（西部）2015.07—2015.09 正?；夭善陂g的統計數據：8303 工作面瓦斯涌出總量為92.1 m3/min，抽放量為80.3 m3/min，風排瓦斯量為11.8 m3/min，回風巷瓦斯量為4.3 m3/min，低抽巷瓦斯量為7.5 m3/min。

高抽抽放純量平均為80.3 m3/min，抽放濃度按46%（根據8303 西部工作面正?；夭善陂g瓦斯平均濃度取值）計算，預計混合量平均為174.56 m3/min，預計高抽巷風量為95 m3/min。

3 風量計算

3.1 瓦斯涌出量計算

式中：Q采為采煤工作面實際需要風量，m3/min；Q回為綜放工作面回風巷實際需要風量；q回為綜放工作面回風巷流風排瓦斯量，取平均值4.3 m3/min；Q低位抽采巷為綜放工作面低位抽采巷實際需要風量；Q高抽巷為綜放工作面高抽巷的平均混合量-平均高抽巷純量，取平均值95 m3/min；q低位抽采巷為綜放工作面低位抽采巷瓦斯量，取平均值7.5 m3/min；KCH回為采煤工作面回風巷風流瓦斯涌出不均衡系數，KCH4回取1.43。

計算得：Q回＝100×4.3/0.6×1.43=1 025 m3/min；

Q低位抽采巷＝100×7.5/3.5×1.43=307 m3/min，

參照15 號煤南條帶四采區移動泵站試運行期間的抽放平均流量為400 m3/min；取Q低位抽采巷＝400 m3/min。

所以：Q采=Q回+Q低位抽采巷+Q高抽巷＝1 025＋400+95＝1 520 m3/min。

3.2 按工作面溫度選擇適宜的風速進行計算

表1 采煤工作面空氣溫度與風速對應表

式中：V采為適宜的采煤工作面風速，取0.8 m/s；S采為采煤工作面的平均斷面積m2，工作面最大控頂距為5.88 m，工作面最小控頂距為5.08 m，采高為3.5 m，計算得S平均＝（5.88+5.08）÷2×3.5＝19.18 m2；K為采煤工作面長度調整系數，取1.2。

Q采=60×0.8×19.18×1.2=1 104 m3/min。

表2 采煤工作面長度風量調整系數表

3.3 按綜采工作面同時作業人數計算需要風量

每人供風≥4 m3/min，則有

式中：N為工作面同時作業最多人數；即：Q采≥4×80=320（m3/min）。

3.4 按二氧化碳涌出量計算

掘進工作面實際需要風量：

式中：qhc為采煤工作面回風巷風流中平均絕對二氧化碳涌出量，取0.39 m3/min；khc為采煤工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風量系數，取1.49。

取以上三種計算的最大值為：Q采=1 520 m3/min。

3.5 按斷面進行驗算

式中：S最大為工作面最大控頂斷面積，m2（S最大＝5.88×3.5＝20.58 m2）；S最小為工作面最小控頂斷面積，m2（S最?。?.08×3.5＝17.78 m2）。

即：308.7 m3/min＝15×20.58＜Q采=1 520 m3/min＜240×17.78＝4 267.2 m3/min，符合規定。

由以上計算得：8303 工作面（東部）需風量為1 520 m3/min。

4 通風路線

新鮮風流：吳家掌進風井→15 號煤南條帶三采區輔助軌道巷（皮帶巷）→8303 工作面（東部）進風巷→S8303 工作面（東部）。

污風：S8303 工作面（東部）→15 號煤南條帶三采區輔助回風巷→楊坡堰回風井。

5 瓦斯管理措施

1）加強工作面通風設施管理，確保通風系統穩定可靠。因冒頂、積水造成工作面低位抽采巷或回風巷落山側角瓦斯濃度異常的，必須停止該工作面生產，直至恢復正常系統為止。

2）工作面初采期間嚴格控制機組割煤速度不超過2.5 m/min，割煤半小時，停止半小時，割煤時不能同時移架放頂，以降低工作面瓦斯涌出量。

3）工作面初采期間，采高控制在3.5 m，每推進4.8 m，進行探頂一次，根據實際情況調節一次采高，液壓支架高度不得低于3.5 m，不得高于4.0 m，嚴禁支架超高，防止低位抽采巷塌透。

4）一旦工作面落山瓦斯異常時，采用全風壓配風方法不能有效處理時，需設置風障采用引風法進行處理。嚴禁丟底煤，防止底板出瓦斯。

5）低位抽采巷與工作面實現“瓦斯電閉鎖”，當低位抽采巷管路內瓦斯超過3.5%時，能夠及時切斷工作面及回風巷內一切非本安型電器設備電源，只有低位抽采巷管路內瓦斯降至2.5%以下時，方可恢復工作面及回風巷內一切非本安型電器設備電源，當地面泵站發生突發狀況停運時，必須立即通知隊組及時停止工作面生產作業，待地面抽放泵站恢復正常運行時，工作面方可恢復生產。

6）作面回采期間，每班按規定設置巡回瓦斯檢查工和專職瓦檢工，并嚴格按計劃圖表進行檢查。特別是在工作面初采期間工作面專職瓦斯檢查工與巡回瓦檢工要詳細檢查工作面各處瓦斯、掛汗、一氧化碳、溫度等情況并落實工作面初采期間頂班垮落情況詳細匯報通風工區調度，發現瓦斯涌出異常等現象必須立即匯報，研究制定瓦斯治理措施，并嚴格執行工作地點交接班，采空側后部溜設點檢查，專職瓦檢工割煤期間要在機組下風側檢查瓦斯。

6 結語

通過對8303 工作面進行有效通風管理，科學的風量計算，合理的調配風量，為工作面通風和瓦斯抽采創造了條件。工作面生產期間，瓦斯監控有效，未出現超限情況，瓦斯抽采效果良好，解決了工作面瓦斯大對正常生產的影響，為安全高效生產提供了通風保障。