低瓦斯礦井老塘回風處理回采面上隅角瓦斯超限的試驗

趙樹華

（黑龍江，七臺河，154600）

低瓦斯礦井老塘回風處理回采面上隅角瓦斯超限的試驗

趙樹華

（黑龍江，七臺河，154600）

文章闡述了低瓦斯礦井開采深部時，回采面上隅角瓦斯超限給安全帶來了威聶，提出了老塘回風解決上隅角瓦斯超限的途徑。

上隅角；瓦斯超限；老塘回風

井下采掘作業場所瓦斯積聚與超限是礦井生產的重大安全隱患，因而也是礦井瓦斯管理的關鍵。龍湖分公司雖為低瓦斯礦井，但隨著開采水平的逐步延深、采掘布局向深部發展、瓦斯賦存和涌出量逐步增大，出現了掘進工作面瓦斯涌出異常、回采工作面上隅角瓦斯超限積聚的問題，對礦井安全生產構成了極大的威脅。針對這些情況，研究試驗處理瓦斯超限積聚的方法和措施、探索低瓦斯礦井中高瓦斯面瓦斯管理的新途徑，對加強龍湖分公司深部開采的瓦斯管理、杜絕瓦斯事故至關重要。

一、478采煤工作面概況。

龍湖分公司478采煤工作面回采的是三采區62C煤層，工作面邊界為一傾向大斷層。工作面上巷長510米，下巷長580米，平均工作面長度120米，平均采高1.5米，平均傾角32゜。工作面通風方式為U型上行通風，配風量為310m3/min。當該工作面沿走向推進100米時，上隅角瓦斯逐漸增高，但均在1%以下。當該工作面沿走向推進120米時，上隅角瓦斯在切頂線處瓦斯濃度為2.6%，在切頂線以內1.2米處瓦斯濃度為8%，形成瓦斯積聚。鑒于已危及到安全，被迫停止了該工作面的生產。

1、上隅角瓦斯積聚原因分析。根據該工作面所處位置的地質構造情況，結合瓦斯賦存的特點和規律綜合分析，認為導致該工作面上隅角超限的主要原因是：(1)工作面位置處于深部開采的瓦斯帶。該工作面開采深度的310米，標高為－153米，且該煤層無露頭，頂底板圍巖透氣性差，煤化程度高，致使該煤層瓦斯賦存量高。(2)受采動影響，該工作面上部煤層底板遭到破壞，透氣性增強。該工作面上部煤層是與其相距10米，采高0.5米的不可采煤層。該煤層底板遭到破壞后，其賦存的瓦斯由于卸壓作用而運移到該工作面采空區側，并在上隅角處積聚。(3)由于瓦斯的比重較輕，在采空區側瓦斯因微風條件形成層狀分布，且因工作面傾角較大，引起層流狀態的瓦斯沿采空區上浮，導致上隅角瓦斯積聚。(4)由于工作面采用U型方式的上行通風，上隅角為工作面通風死角，風流停滯，積聚的瓦斯不能被沖淡和排除。

2、采取的措施與老塘通風方案的確定。針對478采煤工作面上隅角瓦斯超限，工作面停產的實際情況，采取了多項措施進行治理。(1) 加大配風量稀釋瓦斯。工作面風量由310m3/min調整到540m3/min。由于上隅角瓦斯超限位置靠近老塘處，因而效果不明顯。(2)工作面上出口處設導風障，引導風流稀釋上隅角瓦斯。該措施取得了一定效果，切頂線處瓦斯得到了控制，濃度均在 1.5%以下，但是靠近老塘處的瓦斯依然超限，工作面不能恢復生產。在采取上述措施上隅角瓦斯濃度仍不能得到控制的情況下，我們提出了兩項根治上隅角瓦斯超限的方案：一是沿上巷降段重新施工一條上巷，利用原上巷作為尾排巷道排放瓦斯；二是利用上片盤回采過的老塘進行通風稀釋上隅角瓦斯。

經過經濟技術分析對比，認為降段施工假巷要留煤柱，不但造成資源丟失，而且由于施工假巷時間長對生產影響大；同時在距離瓦斯積聚地點較近放炮時也有一定的危險性。而采用老塘回風方案不需增加任何工程，恢復生產時間短；且能為龍湖分公司深部開采時的瓦斯管理探索新的方法和途徑。

二、老塘回風的理論分析。

為了采用老塘回風處理478工作面上隅角瓦斯超限和積聚，我們對老塘回風可行性以及478工作面通風方式進行了理論上的分析研究。

1、老塘回風可行性分析。老塘回風最大的危害就是：將老塘瓦斯帶出造成瓦斯事故；促進老塘內煤碳自燃引發火災事故。而龍湖分公司開采的所有煤層均不具有自燃性，因而老塘回風不會引發因煤碳自燃而發生的火災事故；在回采零片與一片左 62C時，回風中沒有瓦斯，因而預計老塘內不會有太大量的瓦斯積存。由于零片左 62C的回風不經過其它采掘場子的安全出口直接進入總排，因而即使老塘內有瓦斯積存，由于總排風量較大，也不會給安全生產帶來威脅。

2、478工作面通風方式理論上的分析。478工作面原通風方式如圖1。由于采用U型通風方式，采煤工作面上隅角處形成了死角，導致了瓦斯超限。

圖1 原通風方式1－零片石門 2－密閉 3－零片左62C 4－乏風 5－一片左62C 6－一片石門 7－通車門 8－新風 9－工作面 10－二片石門 11－二片左62C

圖2 老塘通風后通風方式1－零片石門 2－調節 3－零片左62C 4－乏風5－一片左62C 6－一片石門 7－通車門 8－新風9－工作面 10－二片石門 11－二片左62C 12－老塘

478工作面采用老塘回風方式如圖2。將零片左62c密閉變成調節后，478工作面形成了老塘回風，工作面通風方式改變成了偏w型，從而使上隅角處有了風流流動，能夠稀釋上隅角積聚的瓦斯。

3、老塘回風處理上隅角瓦斯超限的技術措施。采取老塘回風解決回采工作面上隅角瓦斯超限問題，是在正確分析了上隅角瓦斯積聚原因的前提下，充分利用回采工作面通風方式與上隅角瓦斯濃度的相互關系，把通風瓦斯管理基礎理論應用于現場實踐。主要技術原理的技術要點是：(1)利用回采工作面偏W型通風方式，使上隅角處風流增大，促使上隅角處瓦斯隨風流排除。(2)利用老塘回風，人為的形成一條尾排巷道，使切頂線以里的上隅角瓦斯隨著風流進入老塘，通過老塘形成的尾排巷進到回風流中。根據478上隅角瓦斯積聚原因分析，其積聚瓦斯來源主要是上部煤層和采空區兩部分。老塘回風后，上隅角處風流增大，瓦斯被 稀釋排除。(3)沒采用老塘回風時，工作面是U型通風方式，其上隅角是死角，無風流流動，同時也是上部煤層涌出瓦斯和采空上浮瓦斯易積聚的地方，所以導致瓦斯積聚；而采用老塘回風，工作面形成偏W型通風方式，其上隅角處風流加快。使上隅角瓦斯被風流帶走。

三、老塘回風方案的實施與效果。

根據研究的方案和措施，將 478工作面其回風道右側的左零片 62C密閉變成調節形成老塘回風，老塘回風量為120m3/min，工作面回風量為540m3/min。上隅角瓦斯濃度下降到 0.2%－0.4%，最高為 0.6%；工作面回風流中瓦斯濃度略有下降；老塘回風瓦斯濃度為0.6%－0.8%；進入回風道后，瓦斯濃度為 0.3%－0.5%。鑒于老塘回風取得明顯效果，478工作面在停產了3天后，重新恢復了生產。

四、結語：

通過龍湖分公司利用老塘回風處理和防止回采工作面上隅角瓦斯超限的研究試驗，總的分析認為該方法在防止和處理異常瓦斯區、傾斜煤層U型通風方式的回采工作面上隅角瓦斯超限積聚，在操作上是可行的。

其缺點是老塘回風易將上部老空區內的瓦斯帶出，造成回風道中瓦斯超限。要求對老塘回風量的大小，必須根據不同條件進行正確調整。

TU205

A

1674-3954（2011）02-0180-01