下行通風采區綜采工作面瓦斯治理技術研究

摘要：分析綜采工作面瓦斯來源，通過優化通風系統，對32塊段通風系統進行調控，改變采空區內的壓差，改變風流流動方向，阻止了3224工作面采空區內瓦斯向3226工作面流動，同時結合3226工作面風巷向上隅角采空區施工斜交鉆孔進行瓦斯抽放，杜絕了瓦斯超限，實現了安全生產，消除了安全隱患。

關鍵詞：上隅角；瓦斯治理；采空區；瓦斯抽放

1. 工作面概況

3226工作面上區段西緊靠3224工作面（已回采），東到F5斷層下盤，北到3226切眼，南到32塊段上山保安煤柱。32煤層屬于二迭系上統上石盒子組，下距K3砂巖60～90 m 。該面的煤層厚度1.60～3.30m，平均2.57m，煤層傾角12～30°，平均20°。煤層賦存較穩定，結構復雜，以一層薄夾矸為主，夾矸巖性為泥巖或炭質泥巖，厚0～0.67m。3226綜采工作面平均走向長度582m，平均傾斜長度為185m，于2017年1月份進行試采，采用單一走向長壁采煤法，推進方式為后退式回采。3226工作面采用“U”型通風，初采期間配風量1580m3/min，初采期間工作面上隅角甲烷濃度0.6%，回風巷甲烷濃度0.2%。采過90m后，工作面甲烷濃度逐漸增大，上隅角瓦斯最大達2%，嚴重影響工作面安全生產，先后采取增大工作面風量、上隅角采用風障以及工作面施工釋放鉆孔，均不能解決上隅角瓦斯問題。經過分析瓦斯主要來源為3224采空區及本工作面采空區瓦斯。

2. 上隅角瓦斯來源分析

“U”型通風系統風流分為兩部分，在進、回風巷風流壓差作用下，一部分直接從工作面流過，一部分流入采空區，進入采空區的風流攜帶大量瓦斯從采煤工作面上隅角流出。3226工作面上部3224工作面采空區由于受采動影響形成大量裂隙，加之本采區為下行通風采區，上部已回采工作面采空區內的瓦斯隨風流動力影響向下移動，已回采工作面采空區瓦斯通過裂隙在壓差的作用下流向3226工作面上隅角。

目標工作面的瓦斯來源以及兩工作面位置關系如下圖1所示。

Fig.1Schematic diagram of working face and goaf location

3. 上隅角瓦斯治理技術

為保障安全生產，通過優化通風系統，對32塊段通風系統進行調控，改變采空區內的壓差，改變風流流動方向，阻止了3224工作面采空區內瓦斯向3226工作面流動，同時結合3226工作面風巷向上隅角采空區施工斜交鉆孔進行瓦斯抽放，杜絕了瓦斯超限，實現了安全生產，消除了安全隱患。

3.1、均壓法

（1）臨近采空區均壓。

通風系統改造前，3220風巷、3224風巷封閉墻處于進風側，墻屬于低負壓區，造成采空區瓦斯經留設煤柱裂隙向3226工作面風巷涌出。經過實踐檢測，臨近采空區瓦斯涌出總量占30-50%。經過對上部車場、三中車場構筑臨時通風設施，增大3220風巷、3220機巷、3224風巷、3224機巷封閉墻負壓，使得機巷、風巷壓差趨于0，達到均壓的效果，使采空區風流缺少動力的影響無法流動運行，達到采空區瓦斯不向3226工作面風巷溢出，避免了采空區瓦斯向回采工作面涌出，不僅利于采空區內部防火，而且杜絕了瓦斯超限，實現了安全生產，消除了安全隱患。下圖2為調整后的通風系統示意圖，

（2）該回采工作面采空區均壓。在進、回風巷風流壓差作用下，一部分流入采空區，進入采空區的風流攜帶大量瓦斯從采煤工作面上隅角流出。經過實踐檢測，臨近采空區瓦斯涌出總量占15-25%。采取上下隅角充填封堵，減少漏風，讓采空區內缺少風流流動動力，減少采空區瓦斯流向上隅角。

3.2、工作面風巷施工斜交鉆孔抽放上隅角采空區瓦斯

在風巷F26點向后20m處向上隅角施工斜交鉆孔，終孔位置在3224機巷與3226風巷之間，距離煤層頂板不超過10m。動態對3226工作面抽放系統進行了優化，拆除斜交鉆孔抽放效果差的鉆孔，去掉影響抽放負壓的無效抽放支管，合理分配抽放負壓，確保最佳抽放效果。工作面上隅角鉆孔布置位置如下圖3所示。

Fig.2Schematic diagram of the adjusted ventilation system

Fig.3Schematic diagram of the upper corner hole layout

4. 現場管理

（1）通風區安排技術業務骨干測氣員現場檢測瓦斯，生產單位在回柱、移架前要先通知測氣員進行瓦斯檢查，只有上隅角瓦斯在0.6%以下時方可作業。

（2）嚴格落實上隅角管理制度，規范現場操作。

（3）通防系統安排干部現場跟班，指導現場施工，并將瓦斯情況升井后匯報相關領導進行分析。

（4）每天安排專人收集瓦斯抽放數據，并繪制抽放曲線圖，分析瓦斯抽放變化情況，發現問題及時匯報、處理。

5. 治理效果

5.1、采取措施前瓦斯情況

5.2、采取措施后瓦斯情況

經過通風系統改造結合風巷斜交鉆孔抽放上隅角瓦斯，工作面生產期間上隅角最大瓦斯濃度在0.4%～0.5%。通過調整通風系統結合風巷斜交鉆孔抽放上隅角瓦斯，有效的解決了3226工作面上隅角瓦斯問題，解除了瓦斯威脅，為工作面安全生產創造了條件。

6. 結束語

（1）綜采工作面上隅角瓦斯問題是普遍存在問題，不僅威脅職工的生命安全，嚴重制約著工作面的產量和效益，治理綜采工作面上隅角瓦斯必須認真分析瓦斯來源，因地制宜的采取具有針對性治理措施。

（2）通過利用通風壓差，使采空區機巷、風巷壓差趨于0，消除采空區內的風流流動動力，從而達到采空區內因瓦斯缺少動力的作用，風流無法流動，避免采空區瓦斯向3226工作面風巷溢出，即利于采空區內部防火，又有效治理3226工作面上隅角瓦斯，同時合理分配抽放負壓，優化抽放系統，增加3226工作面風巷斜交鉆孔抽放負壓，提高瓦斯抽放效果，消除了安全隱患。

參考文獻：

[1]代林聚、郄利敏，瓦斯涌出異常綜采工作面綜合防治技術研究[J]，煤礦現代化；2010年03期。

[2]袁守貴、趙呈清，淺談采煤工作面上隅角的瓦斯治理[J]，山東煤炭科技，2012年06期。

[3]張志晶，綜采工作面上隅角瓦斯治理技術研究[J]，能源與節能，2014年04期。

[4]靳春武，綜采工作面上隅角瓦斯分布規律及處理方法的研究[J]，同煤科技，2009年01期

作者簡介：王振武（1986.01—），男，助理工程師， 2011年畢業于河南理工大學萬方科技學院安全工程專業，現在安徽淮北礦業集團許疃煤礦通風區從事于煤礦“一通三防”管理工作。