綜放工作面下行通風回風隅角瓦斯防治技術

慈忠貞

(新疆龜茲礦業有限公司，新疆 庫車 842000)

1 工作面概況

新疆龜茲礦業有限公司西井生產能力為90萬t/a，礦井可采煤層為侏羅系下統塔里奇克組(J1t)下段，現開采A3煤層，煤層結構簡單，層位較為穩定，全區可采，煤層厚度4.6～5.0 m，平均厚度4.8 m，煤層傾角為3～8°，平均為6°30′，為45號氣煤(45QM)，屬于煉焦配煤。

A302工作面為A3采區第二個綜采放頂煤工作面，鄰近的A301工作面已回采完畢。工作面采用“U”形通風方式，采用下行通風形式。工作面相對瓦斯涌出量為0.77 m3/ t，絕對涌出量1.3 m3/ min，但回風隅角常常出現瓦斯積聚，為防止回風隅角瓦斯超限報警以及給安全生產帶來嚴重威脅，通過對工作面回風隅角瓦斯積聚的原因進行分析，有針對性地采取治理措施，取得了較好的效果。

2 瓦斯積聚的原因分析

A302綜放工作面使用ZF4800/17/30低位放頂煤液壓支架，兩端頭使用過渡架和端頭支架，回風隅角存在后部刮板機與轉載機搭接，從轉載機機尾至端頭支架后尾梁約為1.5 m，通過現場設點觀測，發現瓦斯積聚多集中在端頭支架空間。工作面設備布置如圖1所示。

圖1 A302綜放工作面及超前支護平、剖面布置示意

通過對現場回風隅角出現瓦斯積聚的原因分析，主要有以下幾個方面[1]：

1) “尾巷”增長，風量不足。工作面回風隅角由于存在轉載機尾和后部刮板輸送機機頭搭接，轉載機機尾始終滯后后部刮板機頭0.5 m，端頭支架又滯后轉載機機尾，使回風隅角處“尾巷”增長，空間增大，同時由于采用下行風，此處明顯感覺風量較小，易造成瓦斯積聚。

2) 臨近采空區瓦斯涌入。相鄰A301采空區僅留有6 m窄煤柱，隨著工作面推進，工作面周期來壓，進入采空區煤柱受壓垮塌或靠近隅角煤柱產生裂隙或片幫將會造成相鄰采空區瓦斯氣體通過采空區風流帶入采煤面回風隅角，造成該采面回風隅角瓦斯積聚。

3) 通風斷面減小。割煤機過機頭段15 m期間，由于割煤機與操作人員減小了通風斷面，增加了通風阻力，此段風速變小，流入回風隅角風量自然減小。特別是割煤機過機頭時回風隅角瓦斯比其他段時超0.1%～0.2%，造成回風隅角瓦斯偏高。

4) 銳角回風，風量減少。為防止刮板機上竄下滑，當工作面進風巷超前于回風巷時，工作面下端頭形成了銳角回風，進入采煤工作面回風隅角風量將會明顯減少，造成回風隅角瓦斯積聚。

5) 懸頂形成積聚空間。工作面上下隅角懸頂，造成回風隅角空間增大，形成了瓦斯積聚空間，隨著工作面推進，頂板出現不規律、面積不等的垮落，將采空區內的瓦斯不規律擠出，造成回風隅角瓦斯瞬間變大。

6) 支架設備空間狹窄。工作面使用的ZF4800/17/30型低位放頂煤支架，架后的輸送機空間狹窄，通風阻力大，造成架后風速小，風量約60～80 m3/min，風流中瓦斯濃度約0.2%，多數從下出口煤墻側進入回風巷，到達回風隅的風量更小。

3 回風隅角瓦斯防治技術

3.1 風障法

利用臨時風障，從機頭第三架以45°角斜向上方拉至工作面煤墻處，使工作面一部分風流通過后刮板機上方回風通道進入回風隅角，稀釋回風隅角的瓦斯。但因風障使用影響割煤和支架、刮板輸送機等操作安全視線，同時風障易損壞、不穩定、可靠性差等問題，通常只作為臨時性的應急措施。

3.2 礦用壓風引風器法

當回采工作面下回風隅角積聚的瓦斯范圍在3%以下情況采用此法。在工作面第三架或第四架支架間安裝礦用壓風引風器吸入工作面風量通過風筒送到回風隅角，通風量為135 m3/min，使回風隅角瓦斯稀釋，或在端頭支架下方安裝礦用壓風引風器通過風筒抽出回風隅角瓦斯排至工作面風流混合處稀釋。引風器布置位置如圖2所示。

圖2 引風器布置方式

3.3 減少積聚空間法

隨工作面的推進，對不易垮落頂板，在工作面支架伸縮量上方采用人工或機械方式逐排卸掉錨桿和錨鎖托盤，對于摘卸不掉的采用風鎬使之失效，使進入切頂線以里頂板能夠及時垮落，減少回風隅角瓦斯積聚的空間。

3.4 避免銳角通風法

減少工作面下端頭形成銳角通風幾率。工作面推進過程中，當形成銳角通風時要及時進行調斜，始終保持綜采工作面機頭超前于機尾不少于2.4 m，避免工作面下端頭形成銳角通風，造成回風隅角通風不暢，形成回風隅角瓦斯積聚。

3.5 加強采空區煤柱支護法

嚴格檢查工作面超前支護強度，確保支架工作阻力，除超前支架外，另在回風巷依切頂線往外靠煤柱側20 m打液壓單體貼幫柱加強頂板支護，以防煤柱受壓產生裂隙或片幫，使鄰近采空區氣體通過煤柱裂隙進入回風巷及回風隅角。

3.6 擴大通風斷面法

減少后部輸送機煤炭堆積，抬高支架尾梁，盡可能擴大支架后部通風斷面，增加支架后部通風量，從而加大回風隅角的風量[2-3]，以利于回風隅角的瓦斯稀釋。

4 綜放工作面瓦斯管控措施

4.1 加強回風隅角瓦斯監控

加強對下回風隅角瓦斯的監測監控，充分發揮瓦斯監測監控作用，在回風隅角設置T0甲烷傳感器，對回風隅角瓦斯濃度進行實時在線監測。T0甲烷傳感器應懸掛在采煤工作面切頂線距巷幫不超過800 mm，距頂不超過300 mm位置上。T0甲烷傳感器和T1瓦斯傳感器之間懸掛便攜式瓦斯報警儀，T0甲烷傳感器報警值設計從1.0%提高到0.8%，同時懸掛便攜式甲烷報警儀，當瓦斯濃度達到報警點時采煤工作面應立即停止作業。T0甲烷傳感器的設置為防止下回風隅角的瓦斯超限，防止瓦斯事故的發生起到了重要作用，同時，體現了安全監控的重要性。建立瓦斯異常信息群，通過監控人員將隅角瓦斯發生異常情況信息發到信息群，以便相關人員及領導第一時間看到并作出處理決策。

4.2 提高工作人員安全意識

回風隅角的瓦斯是綜采放頂煤瓦斯管理的重點，因而必須制定工作面瓦斯管理措施和處罰規定，提高區隊瓦斯管理意識和責任心，要安排素質高、責任心強、有經驗人員在現場24 h連續監控。平時應加強對瓦斯檢查人員的培訓、教育和管理，提高他們的綜合素質，以便真正發揮其在現場的作用。

4.3 加強井下設備檢修力度

工作面下巷道機電設備杜絕失爆，采煤區隊每班加強機電設備檢查檢修力度，機電科每周對工作面機電設備加強失爆檢查并嚴格考核。

4.4 落實瓦斯監管責任

加大瓦斯監管和考核力度，牢固樹立瓦斯超限就是事故的理念，嚴格追查問責，現場瓦斯檢查員、跟班隊長、監測工、監控員、安全檢查員對現場瓦斯管理不力，出現失誤要嚴格追責問責，確保各負其責，群防群控，不留死角，做到重點區域重點看管和防范。

5 結 語

龜茲礦業公司在綜采放頂煤工作面回風隅角瓦斯積聚處理、控制方面進行了積極探索，形成了比較系統的工作面回風隅角瓦斯積聚治理技術，有效解決了綜采放頂煤工作面回風隅角瓦斯積聚問題，隅角瓦斯控制在0.3%左右，對類似條件下的煤礦瓦斯治理有一定借鑒作用。