大采高综采工作面瓦斯综合防治技术

大采高综采工作面瓦斯综合防治技术

姜维

姜维

冀中能源股份有限公司东庞矿河北邢台054000

摘要：高综采工作面在运行的过程中可能会出现瓦斯泄漏问题，这些问题可能会导致后续的一系列严重后果，因而需要做好相关工作。

关键字：高综采；瓦斯防治；综合防治

1前言

瓦斯泄漏之类的问题需要提前进行防治，针对这一过程，已经有了很多综合的防治工作，文章就此进行分析，希望可以给有关从业人员以启发。

2工程概述

对于厚煤层的开采，目前我国最常用的开采方法就是大采高综采、分层开采和放顶煤开采三种方法。与放顶煤开采相比，大采高综采技术工序简单，工作面循环时间缩短，推进速度加快，煤炭采出率高等优点，且工作面断面增加，降低了工作面风阻，有利于矿井通风系统；与分层开采相比，大采高综采只需布置一个工作面，巷道掘进量减半，减少了顶板铺网的工序和工作面搬家次数，开采成本降低，经济效益显著提高。因此，大采高综采技术是我国开采厚煤层的主要趋势，但是，工作面采高的增大，导致煤层瓦斯涌出量明显增加，给矿井的瓦斯防治带来一定困难[1]。东曲矿8号煤层平均厚度为4.3m，采用大采高综采技术，且8号煤层属突出煤层，瓦斯治理成为该矿目前所需解决的主要问题之一，因此，本文以东曲矿28808工作面实际地质条件，提出工作面瓦斯综合治理技术，实现矿井的安全高效生产。我矿为高瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量56.679m3／min。为适应市场经济和企业自身发展的需要，1991年引进了综采放顶煤工艺，先后采完了6091、8284、3694等18个工作面。在生产过程中，由于工作面上隅角和回风流中瓦斯经常超限而严重威胁着矿井的安全生产，综采放顶煤工作面瓦斯治理成了瓦斯管理中的重点和难点。在探索综放工作面瓦斯治理的有效可靠方法上，我们采用了在综放工作面利用移动式瓦斯抽放泵解决工作面采空区瓦斯超限问题，取得了显著效果。根据对该矿现场分析其工作面上隅角瓦斯来源，确定瓦斯超限原因如下：综放工作面瓦斯涌出量大，采煤回收率在80％，采空区浮煤多，采空区范围大，大部分工作面与采空区连通，瓦斯来源大部分为采空区瓦斯。工作面风流流向支架采空区后，含大量瓦斯的污风从上角涌出，积聚在上角，造成上隅角超限。由于回采工艺的影响，风道支架落后于溜子道支架，造成风道上隅角处的局部阻力大，上隅角风量小，瓦斯积聚在采空区上隅角。我矿采用抽出式通风，造成工作面上隅角通风压力低，采空区瓦斯从上隅角涌出。

3上隅角瓦斯治理技术

抽采系统是瓦斯综合治理的重要一环，由于8号煤层属于突出煤层，所以除在本煤层布置瓦斯抽采系统外，还应布置高抽巷和低抽巷，对工作面瓦斯进行抽采。可在工作面上方布置高抽巷，对工作面瓦斯进行抽采。高抽巷位置不宜过高，否则距离瓦斯积聚区域过远，导致抽采效果不佳，同时，高抽巷位置不宜过低，否则巷道位于工作面垮落带内，巷道围岩破碎，管理维护困难。根据工作面实际地质条件，确定28808工作面高抽巷应布置在距离煤层顶板50m左右，与工作面皮带巷内错21m，高抽巷为矩形断面，断面宽度为3.50m，高度为2.54m，采用密闭插管抽采，计划抽采量应达15m3/min。由于我矿为百年老矿，采空区范围大，大部分工作面与采空区连通，如T1491工作面处于矿井通风的最大阻力路线，其里段上部为8493、8491一层采空区，并与西翼12水平、ll水平采空区相连通，沿走向中部与原西翼l3水平系统的8490、8060、8493边限等老巷道相连通。工作面绝对瓦斯涌出量为12—20.3m3／min，瓦斯来源其中有60％～70％来源于采空区，且受大气压力影响明显，当大气压力下降速率达到60Pa／h时，对采空区瓦斯涌出影响明显，当大气压力下降速率达到100Pa／h时，采空区瓦斯就大量涌出，造成工作面瓦斯上隅角超限状态。所以采取调整采区通风系统及相关系统通风压力，在相美系统建立了调压室，通过人工调节调压室的通风压力，克服大气压力对工作面采空区瓦斯影响。通过实施改变了T149l与相关系统的压力关系，从而使调压室内成为系统相对压力最低点。T149l工作面回风瓦斯浓度为0.2％－0.4％，工作面上隅角瓦斯浓度为0.3％～0.5％，辅助风道回风瓦斯浓度为0.3％-0.6％，大气压力变化对T1491工作面的影响基本消除。但调压室瓦斯浓度难以保证，造成瓦斯浓度时常超限，在安全管理上存在较大隐患。根据对已采综放工作面瓦斯涌出情况来看，工作面开采初期，瓦斯涌出量不大，上隅角瓦斯浓度低，当工作面推进100m以后，工作面老顶跨落，工作面采空区与周围采空区连通，上隅角瓦斯开始超限。所以提前在工作面回风侧距离50米安装一台抽排局扇，从对T1451工作面使用情况来看，当工作面小于2.5％时，能够满足上隅角瓦斯不超限，但风车进风端距离上隅角距离及摆放位置决定了上隅角是否超限。同时，抽放风筒受巷道断面影响，风筒积压现象严重，抽放效果不明显，另外抽排局扇负压小，决定了局扇安装位置，增加了倒凤车次数，对上隅角瓦斯治理不利，故该技术没有在其它工作面推广。T2195综放工作面位于我矿铁二区一采区，属8、9合区煤层，北部为2792、2794、3692、3694、3696等工作面采空区，南部、西部为本煤层面未采区、东部为风井保护煤柱，上部为T2l55采空区(如图)，有效风量为17.76m3／s。回采之初，上隅角瓦斯浓度在0.1－0.2％之间。回采过程中，瓦斯涌出异常，最大时回风上角瓦斯浓度为5％，风道回风瓦斯浓度2.6％；泄瓦斯道回风瓦斯1.2％。采取在上隅角打风障处理上隅角瓦斯，上隅角基本控制在1％左右，但由于现场条件影响，风障管理难度大，上隅角瓦斯超过1％现象普遍。在T2195风道安装抽放管路，管路离底板距离0.5m，并在抽放管路处打好木垛，避免管路损坏。随着工作面的推采，将抽放管路埋人工作面上隅角老塘内。抽放过程中，当抽出瓦斯浓度高于30％时，与矿井主抽放管路并网，供居民生活用气；当抽出瓦斯浓度低于30％时，直接排放到回风巷中。通过方案的实施，T2195工作面回风瓦斯0.4％，泄瓦斯道回风瓦斯0.6％，工作面上隅角瓦斯0.6％。

4讨论

综放工作面的上隅角瓦斯治理，必须进行详细地原因分析，根据具体情况采取有针对性的综合措施。采取调整采区通风系统及相关系统通风压力关键是找出与之相关的系统，调整矿井的压力分布关系，转移大气压力影响采空区瓦斯涌出的地点至非生产区域，但该方法具有一定局限性，且非生产区域瓦斯浓度难以保证。通过生产实践证明，当工作面上隅角瓦斯浓度低于2.5％时，采用抽瓦斯风机抽放上隅角瓦斯是一种安全、稳定、可靠的方法。构建引风风障能够解决上隅角瓦斯超限，但工作面打风障不易管理，维护时常常与工作面回采相互干扰和影响。利用移动式瓦斯抽放泵站进行工作面瓦斯抽放是瓦斯防治治本的主要手段，可以彻底解决上隅角瓦斯超限问胚：抽放管路埋人工作面采空区，对工作面采煤工艺影响不大。根据瓦斯浓度大小，决定是否瓦斯利用，为瓦斯利用提供了新的方法和思路。

5结束语

大采高综采在运行的过程中工作面上一旦出现了瓦斯泄露问题就会导致十分严重的后果，因而必须要做好预防措施，确保不会出现严重的问题。

参考文献：

[1]杜彬.大采高工作面末采阶段联合注浆加固技术[J].煤炭工程,2019,51(4):49-53.

[2]张票.深井高地应力大采高工作面煤壁片帮机理及控制技术[J].当代化工研究,2019,38(2):59-60.

[3]谢丽红.厚煤层大采高综放开采关键技术分析[J].能源与节能,2019,161(2):107-108.

[4]苏建.大采高综采工作面瓦斯综合防治技术[J].煤矿现代化,2019,148(1):66-68.