淺談沿空留巷綜放工作面擋矸支架處瓦斯治理方法

張永強

（山西蘭花集團東峰煤礦有限公司，山西 晉城 048400）

東峰煤礦一采區南翼工作面通風采用一進一回“U型”布置方式，工作面巷道由運輸順槽、軌道順槽和開切眼組成，上隅角瓦斯積聚問題嚴重制約著工作面的安全生產。根據《山西省煤礦現代化礦井標準》第四條要求“堅持開發與保護并重的原則，合理確定開采順序，不斷優化礦井和采區設計，科學合理開發煤炭資源。對稀缺和特殊煤種實行保護性開發。積極推廣采煤新工藝、新技術，積極探索應用無煤柱開采、小煤柱開采、充填式開采、沿空留巷、急傾斜煤層和0.7m以下極薄煤層采煤機械化開采技術。”一采區北翼3G02工作面采用沿空留巷技術，即兩進一回“Y型”布置方式，工作面巷道由運輸順槽、軌道順槽、回風巷和開切眼組成。

1 沿空留巷的意義

（1）每個回采工作面可以少掘1條順槽，回采巷道掘進率降低40%以上，極大緩解礦井采掘銜接矛盾。

（2）取消30m煤柱，提高區段采出率15%以上，延長礦井服務年限。

（3）取消“跳采”，實現連續開采，有利于生產集中化。

（4）回采工作面采用兩進一回“Y型”通風方式，消除了工作面上隅角瓦斯積聚，有助于工作面安全高效生產。

（5）留巷鉆孔持續預抽下一工作面煤層瓦斯，延長了抽采時間，降低了煤層瓦斯含量，有助于實現高瓦斯煤層的“低瓦斯開采”。

（6）提高礦井技術經濟指標。

2 工作面概況

3G02工作面位于一采區北部，工作面采用兩進一回“Y型”通風方式，由運輸順槽、軌道順槽、回風巷及開切眼共同形成回采系統。其中，運輸順槽為主進風巷，軌道順槽為輔助進風巷，通過留巷、3G02工作面回風巷進行回風。

3G02工作面瓦斯涌出量較小，煤層賦存穩定，頂底板情況良好，無陷落柱、斷層等地質構造，涌水量不大，較適合采用沿空留巷技術。

工作面采用沿空留巷技術后，消除了上隅角瓦斯對工作面安全生產的影響，但擋架支架處的瓦斯制約著工作面的安全生產。見圖1。

圖1 3G02工作面擋架支架位置示意圖

3 擋矸支架處瓦斯治理方法

為有效解決擋架支架處的瓦斯給工作面安全生產造成的影響，東峰煤礦采用多種措施治理工作面擋架支架處積聚的瓦斯。

3.1 調整埋管間距及開啟位置

經過對管路內瓦斯濃度、管路流量及擋矸支架處的瓦斯濃度連續監測顯示，原設計中每間隔12.5m埋一根抽采管路并不能有效降低擋矸支架處瓦斯濃度，經分析決定將采空區低負壓管路埋管間距由12.5m調整為40m，并只開啟預埋管的1#、2#管路。調整后，低負壓抽采量由2m3/min提高到現在的4m3/min左右。見表1。

表1 低負壓管路調整前后參數對比表

3.2 補充高位鉆孔

（1）在3G02軌道順槽每間隔10m施工一組短高位鉆孔，每組3個鉆孔，抽采回采過后擋矸支架上方冒落帶內瓦斯，以降低擋矸支架處的瓦斯濃度。鉆孔間距1m，開孔位置在巷道頂板，距巷道北幫1.7m，鉆孔長度18m，傾角53～65°，與巷道夾角為90°。

（2）在3G02軌道順槽每間隔50m施工一組長高位鉆孔，每組3～5個鉆孔，抽采采空區頂板裂隙帶內高濃度瓦斯，以降低采空區內的瓦斯濃度。鉆孔間距1m，開孔位置在巷道頂板，距巷道北幫1m，鉆孔長度160m，傾角15～25°，與巷道夾角為 5～7°。

（3）在3G02回風巷（即軌道順槽766m處）向采空區施工一組短高位鉆孔，抽采采空區內瓦斯，以降低采空區內瓦斯濃度。見表2。

表2 766m處鉆孔施工參數表

（4）補充高位鉆孔后，由于將鉆孔接在高負壓管路上，高負壓管路瓦斯濃度及流量也有較大變化。見表3。

表3 高負壓管路參數對比表

以上瓦斯治理方法詳見圖2。

圖2 擋矸支架處瓦斯治理方法圖

3.3 其他措施

（1）綜放隊控制割煤、放煤速度，特別是在機尾30m時，必須降低割煤、放煤速度，防止瓦斯超限報警。

（2）為防止擋矸支架處瓦斯積聚，采取在擋矸支架處懸掛風障布的方法處理瓦斯，將工作面和軌道順槽的風流引入擋矸支架內，降低擋矸支架處的瓦斯濃度，防止瓦斯超限（此方法只在擋矸支架處瓦斯濃度較高時使用）。

（3）加強注模時的工程質量管理，可能存在的空隙必須接觸嚴密，當有空隙存在漏風時，必須采取補救措施，使用水泥砂漿將漏風通道堵塞。

4 結論

通過以上措施治理擋矸支架處瓦斯后，抽采瓦斯量明顯升高，擋矸支架處瓦斯濃度處于安全范圍內，為工作面正常生產提供了安全保障。