高瓦斯煤層群采區巷道布置方式的探討

【摘 要】桃山煤礦有可采煤層12層左右，層間距從幾米到幾十米不等，絕大部分煤層瓦斯含量高，透氣性差，屬高瓦斯礦井，近年來，針對桃山煤礦煤層情況在采區巷道布置方面做了很多調查研究工作，并在實踐中進行了一些有益的嘗試。

【關鍵詞】高瓦斯；采區；巷道布置

1 因地制宜合理確定采區生產能力

首先，高瓦斯礦井煤層群聯合布置時，既要合理集中生產，采區內采掘工作面布置又不能過多，不僅可保證通風系統相對簡單可靠，而且在發生事故時影響面較小，事故易于控制。其次，高瓦斯煤層群聯合布置的采區瓦斯涌出量大，經常出現以風定生產的局面，為實現采區的高產穩產，要做到厚薄搭配開采，建立合理的開采順序。另外，關于上山布置總量，對高瓦斯災出礦井而言，盡可能不在有突出的煤層中布置上山，宜在瓦斯含量相對較低無突出危險的煤層中 布置上山。因此在考慮煤層分組時，要充分考慮煤層地質條件和瓦斯因素，每一組煤層數不宜過多，采區內工作面數目以1—2個為宜，采區生產能力應根據抽放瓦斯和開采解效層煤層的生產能力確定。

在桃山礦區北翼礦井設計中，通過對各煤層賦予條件和瓦斯情況的分析論證，將煤層分為A、B、C三組。首采工作面布置在79和85煤層中。初期布置一個中厚煤普采面（無突出危險區域內），生產能力為 0.4 —0.5Mt/a，B組上山布置在79底板中， A組上山布置在85煤層中，初期布置一個薄煤普采面，生產能力為0.3—0.4 Mt/a，這種煤層分組和采區巷道布置方式既實現了合理集中生產，減少初期工程量，節省初期投資，又不致使生產過于集中，瓦斯問題也不是很突出。

2 確定開采順序是解決近距離煤層群瓦斯的有效措施

確定合理的開采順序，也可充分發揮中厚煤、厚煤層的生產能力，降低開采瓦斯涌出量， 為礦井穩產高產創造條件。

2.1 瓦斯突出礦井解放層開采與一般煤層開采的差別

2.1.1 在開采程序上的差別，一般礦井的煤層群開采，在程序上要滿足先開采煤不破壞未開采的煤層，而解放層開采就是滿足上述條件的前提下，首先開采無瓦斯突出危險或突出危險性小的煤層，使有瓦斯突出危險的煤層在開采前得到卸壓，保證有突出危險煤層開采的安全。

2.1.2 瓦斯突出礦井開采解放層與一般礦井煤層群開采在集中生產的差別

一般礦井開采煤層群希望能做到聯合布置集中生產，以節省井巷工程量，取得較好的經濟效益。而瓦斯突出礦井在開采解放層時，為能夠充分地解放瓦斯突出煤層，解放層開采與被解放層開采就要有一定的時間差和空間位置上的距離，否則被解放層就難以得到充分的卸壓。（煤礦安全規程）規定，解放層的回采面必須超前被解放層的掘進面，其超前距離不得小于這兩個煤層垂直距離的2倍。根據上述分析，開采煤層群的高瓦斯礦井首采工作面應放在可使突出煤層卸壓的解放層中。而只有當解放層開采一定時間后，再開采有突出危險的被解放層。解放層一般是較薄的煤層，而被解放層一般是中厚或厚煤層，采區開采1—2年內，生產能力受到限制，但被解放層開始回采后，可充分發揮其生產能力并保證回采工作面的安全。

2.2 解放層開采方法在桃山地區深部煤層開采中的應用桃山地區深部煤層特征，受深部地壓瓦斯含量影響，93煤層具有突出危險。根據垂直突出特點，將85、93、94劃為一組是合理的，應將85作為解放層， 首先進行回采，這樣既可以解決瓦斯突出問題，又可充分發揮93、94的生產能力。

3 高瓦斯煤層群采區上山布置的原則和保證采區內風流穩定的措施

3.1 采區上山布置的原則

高瓦斯煤層區采區上山數目一般根據采區風量確定，在選擇上山層位時，可考慮布置在底板巖石中和在瓦斯含量相對較低各煤層中分開布置，這樣可在施工中探明各煤層賦存情況和瓦斯含量。

3.2 保證采區內風流穩定的措施

重大瓦斯爆炸事故的發生往往都與采區風量不足、通風系統不可靠等因素有關，建立穩定可靠通風系統應從以下幾方面考慮：①采掘工作面是采區通風的重點，在礦井通風網絡中要確保采掘工作面處于穩定的風道中，切不可將這些地點置于角聯風路上；②進回風巷之間施工的聯絡巷，行人行車頻繁處用風門，其它地點盡可能采用密閉處理；③采區內分別用于進回風的巷道應盡可能采用繞道將其隔離，避免出現采掘工作面風量受多道風門影響的現象。

4 采用無煤柱開采技術是防止煤層群采區掘工作面瓦斯突出

和爆炸事故的有效方法借助煤柱和煤體本身的抗壓強度來支撐礦井頂板邊壓力，達到長期維護井下巷道的目的，是傳統的煤柱護巷理論的指導思想。實際上由于留設煤柱，工作面順槽處于采空區的應力集中帶內，巷道容易破壞，且上區段下順槽和下區段上順槽之間存在標高差，給區段巷道布置帶來困難。另外，對瓦斯突出煤層的解放層而言，由于解放層煤柱存在，造成了被解放層局部地點的應力集中，在這些地點容易造成瓦斯突出。

近年來，我們根據桃山礦區的實際情況，在多個礦井中推廣沿空留巷技術。開采實踐證明，采用沿空留巷技術，煤矸碴墻護巷不僅緩解了采掘失調的矛盾，而且沿空留巷節省了大量的掘進費用， 減少了巷道維護的費用， 使回采成本大大降低， 為煤層回采創造了有利條件。

需要指出：采用無煤柱開采技術會帶來采空區漏風的增加，因此必須加強留設巷道與采空區間煤矸碴墻的質量，嚴禁漏風，必要時對煤矸碴墻噴漿。

5 煤層群高瓦斯工作面通風方式的選擇和處理瓦斯積聚的措施 5.1 工作面通風方式

工作面通風方式有“U”型、“Y”型、“Z” 型、“W”型和“H” 型等。一般礦井的長壁工作面采用“U”型即可。對于高瓦斯煤層工作面，尤其是開采煤層群的高瓦斯礦井而言，采用“U”型通風即使增加風量，也往往不能將工作面瓦斯濃度稀釋到（煤礦安全規程）規定的濃度以下。這種情況下，應根據巷道布置和煤層厚度確定工作面通風方式。若煤層較薄，易于實現沿空留巷，可采用“Y”型通風。若煤層較厚，可采用“W”型通風。

5.2 處理解放層和普采面瓦斯積聚的措施

瓦斯泄排巷排放瓦斯技術。對于煤層瓦斯含量高，煤層透氣性差，采用預抽兩項難以達到理想效果的高瓦斯工作面，為解決其上隅角瓦斯積聚，可在工作面上布置瓦斯泄排巷。瓦斯泄排巷沿厚煤層頂板或其頂板附近的薄煤層內布置，這種布置方式有以下優點：可以在工作面開采時泄排煤層中部分瓦斯。瓦斯泄排巷一端與回風上山相連。另一端與采區空區相連，采空區內部分瓦斯可通過泄排巷直接進入回風上山。在工作面接替較緊張時，在上區段上山附近尚未壓實的情況下，可以泄排巷在采區邊界附近準備下區段順槽，以減少工作面正常接替所需的時間。由于瓦斯泄排巷工程量大， 現已試驗用千米鉆機打孔排放瓦斯。 尾巷排瓦斯技術。解放層或近距離煤層群首采工作面瓦斯涌出量大，且主要來自采空區。因此，僅采用加大風量的方法難以解決上隅角瓦斯超限問題。 七臺河精煤（集團）公司已采用尾巷通風排放采空區瓦斯多年，得了較好的效果。

6 結語

開采煤群的高瓦斯礦井采區巷道布置，應首先確定合理的煤層分組和開采順序， 采區通風系統應力求穩定可靠。高瓦斯煤層群開采的礦井采用沿空留巷技術，在通風方式中采用泄排巷，布置尾排放瓦斯等措施對礦井生產有較好的經濟技術效果。

[責任編輯：劉帥]