香山礦戊9—0—22160綜采工作面上隅角瓦斯治理探索與實踐

摘要：本文介紹了我礦戊組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，采取了調整采區通風系統及增加風量、使用風障導風及黃泥袋封堵、安裝高壓瓦斯稀釋器等綜合治理措施，解決了上隅角瓦斯超限問題，為綜采工作面上隅角瓦斯治理提供了經驗。

關鍵詞：綜采工作面 上隅角 瓦斯治理

香山礦礦井瓦斯情況：礦井歷年瓦斯鑒定結果為（瓦）斯礦井，礦井2013年瓦斯鑒定結果為相對瓦斯涌出量為4.02m3/t，絕對瓦斯涌出量為7.9m3/min。

戊9-10-22160綜采工作面位于二水平戊二采區西翼，西起十一礦西風井保護煤柱，東至戊組軌皮下山，其上為戊9-10-22140采空區（2012年6月回采結束），下限標高-500m，最高-440，最低-500：工作面范圍：有效走向長：1166m；傾斜長：160m；平均煤厚：2.5米左右；有效面積：189475m2；可采儲量：63萬噸。

香山礦歷經二次技改，2009年引進了綜采采煤工藝，先后采完了丁6-22092工作面、丁6-22121工作面、丁6-22110工作面、戊9-0-22110工作面、戊9-0-22140工作面。現在回采的戊9-0-22160工作面在生產過程中，由于隨著礦井采深的增加，瓦斯涌出量也隨之增大。戊9-0-22160工作面上隅角和回風流中瓦斯超標現象頻發，既不利于井下安全作業。加強戊9-0-22140綜采工作面瓦斯治理被提上重要議事日程。經過技術部門的研討，我礦決定采用在綜采工作面利用封堵，導風簾、高壓空氣幕稀釋等方法解決工作面采空上隅角及回風流瓦斯超限問題，取得了顯著效果。

1 瓦斯涌出源分析

通過對綜采工作面上隅角瓦斯源頭的定位，筆者發現引起瓦斯超標的原因主要有以下幾點：

1.1 綜采工作面割煤量大，每個圓班最多割煤七刀，煤量達2500多噸，所以瓦斯涌出量增大，采空區范圍大、有浮煤且基本連通著采空區，致使采空區瓦斯向該部位積聚。

1.2 由于機巷為錨網支護，綜采工作面推進速度快，為省事沒有及時去處錨網牌，造成機巷老頂懸頂最長可達10米左右，風流經機巷懸頂區流向支架采空區后，含有高濃度瓦斯的乏風由上角處流出，致使上隅角處瓦斯積聚；

1.3 受回采工藝的影響，風道支架比溜子道支架滯后，導致風道上隅角處局部阻力過大，上隅角通風量小，最終造成瓦斯在采空區上隅角處積聚。

1.4 井下的通風形式通常為抽出式，綜采面上隅角通風壓力小，不利于排放采空區瓦斯，而戊9-0-22160綜采面的通風形式為U型，可通過上隅角輕松排除采空區的瓦斯。

2 上隅角瓦斯治理技術

2.1 采取調整采區通風系統增加采面風量。香山礦通風方式是中央并列式，通風方法為抽出式。主要通風機選用兩臺FBCDZ-NO25型對旋軸流式對旋風機，電機功率為2×250KW，電動機轉速740r/min，通風能力最大達8880m3/min。目前礦井總進風量為6169m3/min，總排風量為6209m3/ min，礦井有效風量率為92.6%，由于我礦目前采掘布局為兩個采區即丁組采區與戊組采區，每個采區各布置一個綜采工作面、兩個掘進工作面，一個開拓工作面，丁組采區瓦斯較小，而戊9-0-22160采面配風1950m3/min，回風流瓦斯0.6%左右，上隅角瓦斯最高可達2%，該采面絕對瓦斯涌出量為11-18m3/min，瓦斯來源其中有60%～70%來源于采空區，礦研究與2013年10月16日進行了礦井通風系統調整，實行了礦井分區通風，利用原來一套主扇服務丁組采區，原有主扇服務戊組采區，從而提高了礦井通風能力，戊9-0-22160配風到2300m3/min，工作面回風流瓦斯下降到0.3%左右，上隅角瓦斯下降并不明顯，分析主要原因是采面風量加大，老空區瓦斯涌出較大，給上隅角瓦斯管理增加難度。

2.2 采用抽瓦斯風機抽排上隅角瓦斯。分析已采綜采面上隅角瓦斯涌出量可以看出，初采期瓦斯涌出量通常較少，上隅角瓦斯積聚現象不明顯；綜采面向前推進百米后老頂跨落，致使采空區相互連通，大量瓦斯便要從上隅角排出，造成該部位瓦斯超標。鑒于此，綜采面開工前，應將抽排局扇安裝在綜采面回風側距離50m處。從對戊9-0-22140綜采面使用情況來分析，在綜采面小于2%的條件下，上隅角瓦斯排放量基本能滿足作業要求，但真正起決定性作用的還是風機的安裝位置及其進風端與上隅角之間的距離。另外，由于巷道斷面對抽放風筒的影響，使得風筒出現嚴重的積壓現象，抽排效果達不到預期要求，而且抽排局扇負壓小，必須裝設在固定的位置才可發揮功效，這既不利于上隅角瓦斯排放，因而戊9-0-22160綜采面并未應用該技術排放瓦斯。

2.3 采用引風障處理上隅角瓦斯。戊9-0-22160工作面回采之初，上隅角瓦斯濃度在1-3%之間。回采過程中，瓦斯涌出異常，最大時回風上隅角瓦斯濃度為3%，回風流瓦斯濃度0.8%；時常報警、斷電直接影響到我礦的安全生產，而采取在上隅角打風障處理上隅角瓦斯，上隅角基本控制在1%左右，但由于現場條件影響，風障管理難度大，上隅角瓦斯超過1%現象普遍。 后經研究在上隅角切頂線處設置封堵墻，封堵墻為編織袋裝黃泥，每移架一次重新封堵一次，有效阻斷了老空瓦斯涌出。

2.4 利用風幕稀釋上隅角瓦斯。戊9-0-22160工作面風量配到2300m3/min時，工作面回風流瓦斯下降到0.3%左右，上隅角瓦斯下降并不明顯，上隅角瓦斯濃度在1-3%之間。查找原因為采面在回采過程中，由于采面風量增加，老空區瓦斯涌出較大，給上隅角瓦斯管理增加難度。隨后對上下隅角切頂線進行封堵，效果明顯，上隅角瓦斯濃度在1-1.5%之間。但在回收上隅角時、瓦斯涌出異常，最大時回風上隅角瓦斯濃度1-3%之間。為切實解決上隅角回收時瓦斯問題，特引進80瓦斯稀釋器，型號進氣端直徑（80mm），有效工作風壓（0.35～0.70mpa）引射風量（30m3/min）重量（20kg）外形尺寸（￠219×1063mm）。

WX-80型瓦斯稀釋器的基本原理是“孔達效應”，以壓縮空氣作為能源，壓縮空氣進入一特殊的徑向環形空間后發生膨脹，空氣流速大大提高，并且在流動中產生了負壓和低壓，最終進入設備的空腔。這樣，使壓縮空氣和誘導吸進的氣體混合后在增壓管內擴散，繼而高速噴射出去。誘導進入的氣體體積最大能超過壓縮空氣體積的17倍。由負壓而產生的高速氣流軌跡以層狀狀態流動。在回收上隅角時開啟瓦斯稀釋器，上隅角瓦斯稀釋到0.5%～0.8%之間，從而解決了上隅角回收時的瓦斯積聚問題，效果明顯。

3 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及增加風量，稀釋了回風流的瓦斯濃度。③通過生產實踐證明，當工作面上隅角瓦斯濃度低于2%時，采用抽瓦斯風機抽放上隅角瓦斯是一種安全、穩定、可靠的方法。④構建引風風障及封堵老空區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，而且回收上隅角時瓦斯容易超限。⑤利用瓦斯稀釋器，可以徹底解決上隅角回收時的瓦斯超限問題：割煤時采取導風簾及黃泥袋封堵，對工作面采煤工藝影響不大。在回收上隅角時撤除封堵墻時及時打開瓦斯稀釋器從而杜絕了瓦斯超限問題，為我礦綜采面上隅角瓦斯治理提供了新的方法和思路。

參考文獻：

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