康家灘煤礦88201綜采工作麵瓦斯湧出的防治措施

神華集團神東公司通風救護處 任占昌

【摘 要】通過對88201綜采工作麵的瓦斯湧出規律及來源的03manbetx ，有針對性地采取了各種防治措施，從而保證了88201高產高效工作麵的的正常生產。
【關鍵詞】高產高效、湧出規律、防治措施

康家灘煤礦是神華集團神東公司所屬的大型出口煤基地之一，生產能力8Mt/a，礦井現有一個綜采麵和三個連采掘進麵。目前，88201綜采麵的生產能力為7Mt/a左右，屬高產高效工作麵。煤層瓦斯含量為1.91m3/t，但由於綜合機械化程度高，開采強度大，產量集中，采麵生產過程中，瓦斯湧出量較大，經常造成下隅角和回風瓦斯超限。因而，在88201綜采麵的回采過程中，我們對其瓦斯湧出規律及來源進行了03manbetx ，並有針對性地采取了各種防治措施，從而保證了88201綜采工作麵的正常回采。

1、試驗工作麵概況
88201綜采工作麵位於康家灘礦井田中北部的二采區，工作麵走向長2830m，推進長度2667m，傾斜長240m，所采煤層為8#煤層，煤層平均厚度為5.36m，設計采高3.5m，容重1.47t/m3，可采儲量3.2932Mt。工作麵月生產能力為66萬噸。
工作麵所開采的8#煤層總體為簡單型的寬緩背斜構造，北翼走向5o～15o，傾角2o～3o，軸部煤層走向0o，傾角4o，南翼走向170o～185o，傾角5o～6o，回風順槽有四條小斷層，膠帶輔助運輸順槽有三條小斷層，開切眼以南800m範圍內有二組大型裂隙帶。
工作麵原設計為下輔運順槽和膠運順槽進風，上巷單獨回風，後考慮到工作麵單巷回風難以解決工作麵回風隅角及回風巷瓦斯超限問題，於是改為下行通風方式，即工作麵上輔運順槽和膠運順槽進風，下輔運順槽回風，構成兩進一回通風係統。其工作麵布置及通風方式如圖1所示。
2、綜采工作麵瓦斯湧出規律及來源03manbetx
88201綜采工作麵自6月8日開始生產以來，受頂板初次來壓、周期來壓、采空區麵積、地質構造等因素的影響，工作麵瓦斯絕對湧出量隨著回采距離的增加呈明顯上升趨勢。由圖2可以看出，隨著88201工作麵的回采推進，工作麵絕對瓦斯湧出量由5m3/min一直上升到目前的45～48m3/min；工作麵采場瓦斯湧出量基本維持在5～10m3/min之間；而采空區的瓦斯湧出量最高時可達30m3/min。另外，由圖2可以看出，瓦斯湧出曲線中出現了幾個波動性較大的峰值，經調查03manbetx ，工作麵每推進120米左右，采空區老頂來壓跨落，聯巷密閉壓裂壓壞，造成采空區瓦斯集中湧出，尤其是從尾排聯巷湧出的瓦斯量都在10m3/min左右。
88201綜采工作麵采空區瓦斯湧出基本規律如下：
（1）隨著采空區麵積的擴大，采空區瓦斯湧出也逐漸增大，並隨著老頂周期性來壓冒落，采空區瓦斯也周期性大量湧出，並呈上升趨勢，但增加到一定值時，在開采條件基本不變的條件下，采空區瓦斯湧出趨於緩和。
（2）88201工作麵瓦斯湧出90%來源於本煤層，其中60%來源於采空區，20%來源於工作麵割煤及運輸過程，20%來源於巷道煤壁、浮煤湧出和邊界進風帶來的瓦斯。
（3）采空區瓦斯湧出的大幅度增加是造成綜采工作麵回風及尾巷瓦斯超限的主要原因。主要湧出點為尾排聯巷及其滯後的兩、三個聯巷。

3、88201綜采工作麵瓦斯防治措施及效果
通過上麵的分析，可知88201工作麵的瓦斯主要來源於采空區，所以采取的主要措施就是減少采空區瓦斯湧出或者改變采空區瓦斯湧出的地點。
(1) 利用“尾排”聯巷，降低回風隅角瓦斯 濃度。
由於工作麵的下隅角經常處於超限狀態，嚴重地製約了工作麵高產高效安全生產。為了保證回采工作麵的安全高效生產，結合88201工作麵的實際情況，采取輔運順槽與膠運順槽之間的聯絡巷密閉滯後采麵一個聯巷，形成一段“尾巷”，以解決下隅角瓦斯超限問題。通過采取”尾巷”排瓦斯的措施，從而使下隅角的瓦斯濃度控製在1.0％以下，有效地解決了工作麵下隅角瓦斯超限問題。
(2) 貫通邊界尾巷
雖然”尾排”聯巷有效地解決了回風隅角瓦斯超限問題，但是還是存在”尾巷”後部瓦斯積聚及”尾排聯巷”出口周邊及回風瓦斯超限問題。即使采用了用局扇吹的辦法，但是效果不太明顯。為了解決輔運順槽 後部瓦斯積聚及回風瓦斯超限問題，采取了貫通邊界尾巷的措施，邊界尾巷貫通後，配風量在1600m3/min左右，這一措施有效地解決了“尾巷”後部的瓦斯積聚。但由於下輔運順槽頂板下沉、片幫嚴重，為加強支護而使巷道有效通風斷麵減少導致尾巷配風量減少到不足1000m3/min，再加上邊界進風的瓦斯濃度在0.8～0.9％，所以有效風量較少，未能徹底解決”尾排聯巷”出口周邊及回風瓦斯超限的問題。尾巷貫通後88201綜采工作麵通風係統如圖3所示。
(3) 實施瓦斯抽放
<1>采空區抽放
針對88201工作麵的瓦斯湧出主要來源於采空區，所以采取了采空區瓦斯抽放這一治本的措施。采空區瓦斯抽放主要采取在聯巷內密閉埋管（埋φ250的PE管）抽放方法，抽放泵采用撫順分院生產的YD-Ⅵ型移動泵（最大抽放量為40m3/min），共三台運轉，一台備用，目前瓦斯抽放濃度為10～27％，平均為14％；抽放純量為8～15m3/min,平均為10m3/min。這一措施的實施取得了明顯的效果，使工作麵回風的瓦斯濃度降低了0.2～0.3％。實施采空區瓦斯抽放以來工作麵中部及下隅角從未出現過瓦斯超限現象。
<2>本煤層預抽
由於康家灘煤礦及鄰近礦井均未對8#煤層進行過本煤層預抽，8#煤層透氣性係數為2.3—4.7m2/Mpa2d，屬可以抽放煤層，因此我們在88201工作麵回撤通道沿煤層布置了40個平行鑽孔，孔距5米，孔深100m，孔徑75mm，對本煤層進行瓦斯預抽，預抽目的一是通過預抽降低回撤通道附近煤層瓦斯含量，以保證工作麵安全回撤，二是為了試驗本煤層預抽效果。通過對4#、9#、10#預抽鑽孔的各參數觀測分析，得出8#煤層瓦斯自然湧出量特征見下表：
8#煤層瓦斯自然湧出量特征計算結果表 表1
衡量本煤層瓦斯抽放可行性的指標主要有三個：煤層的透氣性、鑽孔瓦斯流量衰減係數、百米鑽孔瓦斯極限湧出量，根據上述指標將煤層預抽瓦斯難易程度分類如下表：
煤層預抽瓦斯難易程度分類表 表2 由表1與表2對比可知：8#煤層從鑽孔流量衰減係數及煤層透氣性係數來判定為可以抽放煤層，而從百米鑽孔瓦斯極限抽放量來看屬較難抽放煤層，綜上所述康家灘煤礦8#煤層介於可以抽放與較難抽放之間。另從鑽孔不同時間內瓦斯湧出總量及所占比例表（見附表3）可以看出，鑽孔抽放6個月後就幾乎枯竭，如果按預抽6個月的時間來考慮，百米鑽孔單孔平均抽放量為561m3，則工作麵累計抽放量為：
Q=40×561=22440 m3
工作麵噸煤瓦斯抽放量q為：q=22440/（100×240×6.68×1.47）=0.095 m3/t
工作麵抽放率為：η=0.095/1.91×100=5%
從上麵的計算結果看出8#煤層預抽6個月的抽放率僅為5%，所以初步判斷8#煤層預抽效果不是很好，屬較難抽放煤層，要想取得好的抽放效果必須改變鑽孔布置方式或采取一定的本煤層強化抽放措施。
(4) 加強巷道支護及聯巷密閉
實踐證明，采空區側聯巷支護強度不夠，采空區老頂來壓跨落，易使聯巷密閉壓裂壓壞，導致采空區瓦斯集中湧出，從而造成了工作麵回風瓦斯嚴重超限。針對這一問題我們一方麵采取加強巷道及聯巷的超前補強支護（打木垛及錨索、掛網聯合支護），另一方麵采用山東兗州浩珂偉博公司生產的具有良好機械抗壓性的新型高分子材料羅克休對采空區側聯巷進行封閉；因該產品具有高膨脹率，中空充填時用量少，泡沫反應迅速，有很好的抗壓能力，經得起岩層的運動，不蔓延火焰，火焰燒灼後不變形等特點;從而保證了聯巷密閉的質量，不僅減少了采空區的瓦斯湧出，而且也提高了瓦斯抽放濃度，有效地減少了采空區瓦斯溢出，降低了工作麵回風瓦斯濃度。

4結語
采取了上述各種瓦斯防治措施後，使88201綜采工作麵的采場內、下隅角及回風巷的瓦斯濃度都控製在1.0％以下，從而保證了綜采工作麵的正常回采，每天的產量維持在25000T左右。
（1） 通過對88201工作麵的瓦斯湧出資料統計分析，可知采空區瓦斯湧出是造成綜采工作麵回風及尾巷瓦斯超限的主要原因，治理瓦斯必須首先找到瓦斯湧出源,做到分源治理，才能取得較好的防治效果。
（2）高產高效綜采工作麵的瓦斯治理要采用綜合防治措施，必須以通風係統解決為前提，以瓦斯抽放為主要手段，以現場管理為重點，采掘巷道設計要充分考慮瓦斯治理，技術管理要超前服務於現場管理，形成全員、全方位、全過程瓦斯治理格局，才能保證礦井安全高效生產。
（3）總結陽泉煤業集團瓦斯治理經驗，綜采工作麵瓦斯治理要根據煤層瓦斯含量大小，采用內錯、外錯或內外錯尾巷加抽放（煤層預抽、采空區抽放）是解決高產高效工作麵瓦斯超限的一種切實可行的措施。附表3：康家灘煤礦8#煤層不同時間內百米鑽孔瓦斯湧出總量及所占比例表
作者簡介：任占昌，助理工程師，一九九二年畢業於內蒙古煤炭工業學校通風與安全專業班，畢業後一直從事礦井“一通三防”管理工作，曾任康家灘煤礦通風科長，現在神東公司通風救護處。