綜放采煤工作面采用抽采硐室治理瓦斯

黃仲義 趙俊峰

摘要：蒲河煤礦綜放采煤工作面瓦斯涌出量大，采取抽采硐室埋管抽采瓦斯措施進行治理，試驗證明瓦斯抽采效果明顯，確保了工作面回采期間瓦斯不超限，采面安全有了保障，提高了綜放采煤工作面的安全生產效能。

關鍵詞：瓦斯 抽采硐室 抽采達標

蒲河煤礦簡介

礦井簡介：蒲河煤礦2019年核定生產能力為150萬噸/年，礦井開拓方式為單水平分區式開拓，礦井采煤方法為走向長壁后退綜合機械化放頂煤開采方法，采空區采取全部跨落法管理頂板。。

礦井通風方式為中央并列抽出式通風，三個立井，兩入一排，三個井筒均布置在井田中央工業廣場內;礦井通風機型號為BD-II-8-NO23，主扇排風量為6950m3/min，礦井總入風量為6600m3/min，有效風量率為94%。負壓為1750Pa。等積孔3.3m2，通風最大流程4500m。

采煤工作面采取綜合機械化放頂煤開采，主要可采煤層為甲2煤層，煤質為褐煤，煤層平均厚度25米。煤層容易自燃，自然發火期最短為39天。2012年瓦斯鑒定結果：礦井相對瓦斯涌出量為10.25 m3/t，礦井絕對瓦斯涌出量為31.69 m3/min，屬高瓦斯礦井。煤層瓦斯壓力0.35Mpa，煤層瓦斯含量5.06m3/t，瓦斯放散初速度ΔPmax=5.4，煤堅固性系數fmin=0.98，煤層透氣性系數為0.082（m2/Mpa2·d），鉆孔瓦斯流量衰減系數為0.065～0.079（d-1），有效抽采半徑1.0米。礦井煤層的自燃傾向性為容易自燃煤層，煤塵爆炸指數為44.92%。

瓦斯來源主要是本層涌出的瓦斯，綜采工作面生產期間，瓦斯主要來源于本層（放頂煤垮落解析的瓦斯富集在采空區、工作面煤壁割刀解析的瓦斯及兩順幫頂底板的瓦斯涌出）。

我們通過對西翼采區各采面的瓦斯治理實踐，逐漸摸索出了綜放工作面采用瓦斯抽采硐室抽采瓦斯為主，采空區側局部高位埋管抽采瓦斯為輔，合理控制抽采參數進行瓦斯抽采綜合治理的方式。

1 綜放采煤工作面瓦斯治理

1.1上隅角埋管抽采

上隅角抽采就是在工作面上隅角預埋2趟219抽采管路，引出后將上隅角進行充填封閉。工作面推進5—10m后，其頂板與采空區冒通，形成較大的瓦斯賦存空間，隨著工作面的推進，空間越來越大，然后進行低負壓大流量高濃度瓦斯抽采。解決上隅角、架后及回風流的瓦斯超限問題。應用上隅角埋管抽采以來，綜放面回風流瓦斯濃度降至1%以下，但唯一的缺點就是抽采管路利用時間短，一氧化碳及抽采管路的溫度控制的不理想，見下圖。

利用地面永久抽采系統對上隅角埋管進行瓦斯抽采，埋管采用φ219㎜管路，并采取了深淺埋設2趟管路進行不間斷抽采，有效地遏制了因延、立抽采管路時，停止抽采使上隅角及采面瓦斯涌出增大造成瓦斯超限。

1.2抽采硐室抽采瓦斯

1.2.1抽采硐室設計

（1）開采前在回風順槽上隅角打一條頂板瓦斯抽采硐室（附設計圖），巷道設計斷面5.7 m2，長度21.1米。硐室底板距采煤工作面頂板4米左右。對巷道幫頂全部噴漿密封，防止抽采巷硐室幫頂煤炭的氧化。

（2）在瓦斯抽采硐室內鋪設一趟管壁厚6㎜以上直徑φ219㎜的抽采管路，管口末端距迎頭5米，末端管長1.5米管壁上花式打長條孔，管口焊成尖形。管路法蘭接口用風筒布包裹后注封堵膠封堵嚴。

（3）將瓦斯抽采硐室抽采管路用井字木垛將管路架起保護好，并和回順抽采管路對接并設好閥門，隨著開采，利用地面抽采系統隨時調整抽采參數抽采瓦斯。

（4）布置完抽采管路后，將抽采硐室巷道入口幫頂打眼注白泥后，在上部變坡點和拉門口之間打一組對口沙閉，板閉中間注河沙充填嚴密;里口閉內預埋一根直徑16毫米的高壓膠管，吊在變平處頂板。板閉外壁面噴注白泥，用白泥抹平。

1.2.2抽采瓦斯

（1）開采前利用地面抽采系統開始抽采瓦斯，隨著開采，及時調整抽采參數抽采瓦斯。

（2）開采時，要求采煤隊利用支架反復升降震動頂板促使空區頂板松動弱化，增加煤層裂隙，形成有效的瓦斯抽采通道，提高瓦斯抽采效果。

（3）正常回采時在回風順槽每隔80-100米打一個抽采硐室接力抽采瓦斯。

1.3瓦斯抽采效果

（1）通過采取抽采硐室抽采煤層瓦斯后，工作面瓦斯濃度穩定在0.3%左右，工作面瓦斯涌出量5--8 m3/min;回風流瓦斯濃度穩定在0.6%以下。

（2）抽采硐室抽采瓦斯濃度從35%逐漸升到70%，CO濃度最低0.004%，最高0.012%;瓦斯純量最高達35.06 m3/min，平均抽采瓦斯8--15 m3/min;占總瓦斯涌出量的50%以上。每個抽采硐室抽采距離可達80-100米。平均日發電2萬度左右。

（3）利用瓦斯抽采硐室抽出了采空區和上隅角大部分富集的瓦斯，有效防止了瓦斯向工作面溢出。瓦斯從根源上得到治理，消除了隱患，保證了安全生產。

2 綜放采煤工作面瓦斯治理方法的對比

（1）抽采硐室持續抽采瓦斯距離在80m～100m之間。上隅角埋管每隔30m埋1次。

（2）抽采硐室內煤體比較完整，不容易堵管。而上隅角埋管前，必須將頂煤放出，造成煤體松散才能將管路埋高，破碎的煤體容易進入管路堵塞。

（3）上隅角的煤裸露易氧化，抽采管路內一氧化碳濃度升高較快，抽采瓦斯濃度低。抽采硐室抽采瓦斯濃度要比上隅角埋管抽采瓦斯濃度高，對初采及回采期間瓦斯治理及防火起到安全保障。

結論

（1）通過多年經驗總結，采用抽采硐室抽采瓦斯為主、上隅角埋管抽采瓦斯為輔的綜合措施，有效降低了工作面瓦斯涌出量，提高了瓦斯抽采量。

（2）通過抽采硐室抽采瓦斯，抽采效果穩定，預防采空區自然發火效果明顯，提高了瓦斯抽采量，瓦斯發電利用率高，將瓦斯真正變害為利，變廢為寶。

（3）通過采取瓦斯綜合治理措施，徹底杜絕了綜放采煤工作面瓦斯超限隱患，確保了工作面的安全生產。

參考文獻：

[1]《煤礦總工程師技術手冊》主編：袁 亮;副主編：葛世榮等;

[2]《礦井災害防治理論與技術》主編：王省身;副主編：俞啟香;

[3]《礦井瓦斯綜合治理技術》主編：張鐵崗;

[4]《礦井通風與安全》主編：吳中立;

作者簡介：黃仲義： 蒲河煤礦通風副總工程師;趙俊峰： 蒲河煤礦安監處長，采礦高級工程師