高瓦斯綜放工作面上隅角瓦斯綜合治理技術

李全義 秦來昌 尹大洲 張進領

（河南能源集團安陽鑫龍煤業紅嶺煤礦，河南省安陽市，455145）

紅嶺煤礦14161綜放工作面煤層瓦斯含量高，由于開采強度大，工作面絕對瓦斯涌出量增大，大量游離瓦斯通過采空區涌出，造成工作面上隅角瓦斯聚積，使上隅角經常處于瓦斯超限狀態，公司組織技術人員對14161工作面瓦斯涌出進行了研究分析，提出并實施了高位鉆孔抽采、上隅角埋（插）管抽采、加強通風、水射流風機等綜合治理措施，有效地防治了上隅角瓦斯超限問題。

1 工作面概況

14161工作面位于14采區下部，垂深600m，是紅嶺煤礦瓦斯涌出量較大的一個工作面。工作面沿走向布置，平均煤厚5.2 m，煤層傾角19°～25°，上、下巷道采用U 型鋼支護，頂、底板為砂質泥巖。采用走向長壁綜采放頂煤一次采全高全部垮落法采煤，循環進度0.6m。U 型通風方式，下巷道進風、上巷道回風。

2 上隅角瓦斯涌出原因分析

14161工作面在風壓作用下，風流大部分直接從工作面通過，僅少部分風流通過工作面中下部流經采空區。隨著工作面的回采，采空區內釋放的游離瓦斯積聚較多，濃度較高，因此，工作面采空區積聚的瓦斯隨風流涌入工作面上隅角，造成工作面上隅角瓦斯積聚。

由于采空區內瓦斯濃度較高，含有高濃度瓦斯的混合氣體密度相對于空氣輕，采空區內上下高差使瓦斯產生一種自然上浮的作用力，有助于高濃度瓦斯向工作面上隅角運移。

當瓦斯氣體運移至上隅角附近，由于主風流方向的改變和空間條件限制，上隅角處的風流易形成渦流，且風流流速較低，含瓦斯風流部分處于不斷旋轉中，較難進入主風流中，使瓦斯在上隅角及附近循環運動積聚在渦流區中，形成上隅角瓦斯大量積聚和涌出。

3 上隅角瓦斯綜合治理技術

3.1 高位鉆孔抽采技術

根據測定結果，從進風 （下巷道）至回風 （上巷道）沿工作面傾斜方向，瓦斯濃度逐漸遞增，到上隅角附近瓦斯最高。根據工作面頂板巖性、煤層厚度等因素，對采空區頂板垮落 “三帶”進行了劃分，決定利用高位鉆孔抽采上隅角及附近采空區裂隙帶瓦斯，從而降低上隅角瓦斯涌出量。

通過分析，紅嶺煤礦決定在上巷道開口布置高位鉆場，鉆場與鉆場之間相距85 m。每個鉆場從上巷道下幫開口掘進至煤層頂板內，高位鉆場的上平臺底板距煤層頂板法線不低于3m，每個鉆場設計鉆孔8個，孔深125m，鉆孔控制在切眼距上隅角上幫巷壁不大于40m 的范圍內，距煤層頂板高度為18～36m 采空區裂隙帶內。將高位鉆孔孔口管用聚氨脂及水泥砂漿封好后，接抽采管路抽采，有效解決了工作面上隅角瓦斯涌出問題。

3.2 上隅角埋 （插）管抽采技術

采用高位鉆孔抽采雖然減少了向上隅角涌出的瓦斯量，但由于部分瓦斯氣體隨風流運移至上隅角附近，還必須對上隅角處的瓦斯進行治理。紅嶺煤礦利用低負壓大管徑抽采管進行了埋 （插）管抽采。采用從上巷道敷設直徑315 mm 的瓦斯抽采管，在距切眼100 m 處增加三通閥門，分成兩趟后加設閥門和孔板流量計，接入直徑為200mm 的抽采鋼絲軟管敷設至上隅角，并插入上隅角壘好的煤袋墻內進行抽采。

為保證抽采效果，壘砌的煤袋墻必須用黃泥進行勾縫封堵，防治瓦斯涌出和墻內抽采管吸入空氣。抽采管通過加設的閥門調節負壓，通過孔板流量計檢測上隅角瓦斯抽采情況。

3.3 增加工作面風量

由于采取了高位鉆孔和上隅角埋 （插）管抽采，采空區瓦斯涌出量大幅減少，這時增加工作面風量就可以吹散上隅角及附近積聚在渦流區中的瓦斯。根據工作面情況， 將風量由原來的900m3／min配風到1100m3／min。配風后，上隅角及回風流瓦斯濃度均降低到0.4%以下，確保了正常生產。

配風前，紅嶺煤礦還對下隅角采取掛風簾堵漏風措施，即從下巷端頭支架以里沿著下尾巷向上10m 范圍吊掛，布簾吊掛必須接到頂、幫，能有效起到降低采空區漏風寬度的作用，從而減少了采空區瓦斯涌向工作面上隅角流量。

3.4 上巷插管抽采和水射流風機處理局部瓦斯積聚措施

14161工作面掘進時因煤質松軟和瓦斯涌出量較大，上、下巷道均沿頂掘進，但回采采用綜采放頂煤采煤方法對上、下巷管理不利，回采前必須在上、下巷落底、替棚和絞架，這樣上巷頂部絞架處局部區域形成瓦斯積聚，因此紅嶺煤礦采取在近上隅角處利用上隅角抽采管路的分支管插入頂部瓦斯超限處抽采；在上巷道替棚、絞架處利用水射流風機處理局部積聚的瓦斯，解決了局部瓦斯積聚問題。

4 結論

紅嶺煤礦14161綜放工作面采取高位鉆孔抽采、上隅角埋（插）管抽采、增加工作面風量、上巷插管抽采和水射流風機處理局部瓦斯積聚等瓦斯綜合治理措施，徹底解決了上隅角瓦斯超限問題，工作面上隅角瓦斯濃度降低到0.4%以下，局部最高瓦斯濃度也降低到0.5%以下，工作面單產由原來的2200t，提高到3100t，保證了工作面的高產高效。

［1］ 匡帥，何俊等.屯留煤礦N2202綜放面上隅角瓦斯治理技術研究 ［J］.中國煤炭，2013 （3）

［2］ 王志亮，陳善文等.孔莊礦7354工作面上隅角瓦斯治理模式研究 ［J］.中國煤炭，2012 （11）