工作麵上下層同時開采時的瓦斯綜合治理

1 礦井概況

　　雞西礦業集團公司東海煤礦年設計生產能力90萬t，礦井瓦斯湧出量為63.7m³/min，相對瓦斯湧出量為24.88 m3/t，屬高瓦斯礦井，各煤層不易自燃。主要通風機型號為BDK-8-28，電機功率為400×2kW，總排風量9 200 m³/min，負壓2.8kPa。分五、六2個采區，五采區瓦斯絕對湧出量為23.7 m³/min，可采煤層4層 ，主采煤層分別為32#層和35#層，同時也是主含瓦斯層。

　　五采區布置2個采煤工作麵，采用長壁走向後退式開采，2003年2個采麵同時開采右部煤層。其中，195采煤麵采上部32#層（右五路/右六路），工作麵采高1.2 m，工作麵長度180m；196采煤工作麵采下部35#層（右四路/右五路），工作麵采高1.7m，采麵長度185m,32#層與35#層間距57m，2個工作麵屬於上下麵同時回采，32#層先開采，35#層後開采，開始時2麵錯距120m，但由於開采速度不同，196采麵速度快，2個工作麵錯距控製在不小於40m。

　　195隊工作麵設計風量500 m³/min，供風量720 m³/min，上巷瓦斯濃度0.8％，在32#層右四路設有尾排。196采麵設計風量600 m³/min，供風量850 m3/min，上巷回風瓦斯濃度0.8％，設有上隅角抽排和35#層右三路尾排。

　　2 工作麵上下層同時開采的瓦斯治理

　　2.1 降段煤垛治理工作麵瓦斯

　　根據煤層賦存條件及鄰近層瓦斯的影響，初次放頂後，隨著采空區瓦斯湧出量的增加，回風巷瓦斯濃度上升，上隅角瓦斯上升的現象最明顯，絕對瓦斯湧出量都在10 m3/min以上，來自采空區的瓦斯占總湧出量的70％以上。開采2個月以後，2個工作麵錯距隻有30多m，由於采動影響，下層195工作麵上隅角瓦斯開始增大，瓦斯主要來自采空區，也來源於鄰近的35#層，如采取加大風量的方式反而使從工作麵中部進入采空區的漏風量增大，使上隅角的瓦斯濃度降不下來，因此，在工作麵上巷降段留煤垛，使上隅角下移。同時，利用檔風嶂和碼編織袋的方式使高濃度瓦斯留在原上巷工作麵末排柱以裏。

　　2.2 利用局部抽放泵抽工作麵上隅角瓦斯

　　在工作麵上巷設局部抽放係統，利用YD-6型真空泵抽降段方式產生的高瓦斯區裏的瓦斯。主管路采用Φ200mm的鐵管，進入工作麵上出口部分用Φ200mm膠管，吸入口在工作麵末排柱以裏3～5m處，隨著工作麵的移動，抽放點也移動，在設下一個檔風牆前，要把前一個檔風牆扒開，抽放效果較好，排出口瓦斯濃度10％，排出量40 m³/min。上下工作麵的錯距增至40m後，2工作麵采空區的瓦斯相互影響不明顯。

　　2.3 利用尾排巷排采空區瓦斯

　　由於工作麵上下層同時開采，超前工作麵的采空區瓦斯對落後的采麵有較大的影響，特別是采區的瓦斯量有明顯的增加。尤其是上隅角的瓦斯量需用兩趟管路抽放，才能保證上巷不超限。

　　因此，利用尾排係統排一部分瓦斯，來緩解上巷的排瓦斯能力。但同時控製好兩個工作麵尾排的風量，使兩個工作麵的負壓基本平衡。當其中一個工作麵瓦斯較大時可調節尾排和在上巷增設抽排管路的方式解決。下層196工作麵采空區湧出量增大後，在196工作麵也采取了降段和上隅角抽排的方式。

　　3 瓦斯分布隨通風係統變化

　　2003年4月份，當196采煤工作麵采到距采止線27m時，實際風量923 m³/min，上巷回風瓦斯濃度0.8％，195采煤工作麵已於半月前采完並開始回撤（見圖1）。在32#層上巷右五路打封閉設調節窗，用於暫時排放32#層采空區瓦斯。

圖1 32#層與35#層平麵示意

　　從2003年4月7日開始，196采煤工作麵瓦斯湧出量異常，瓦斯絕對湧出量開始增大，在工作麵185～195號末排支柱（距上巷50m左右）瓦斯濃度顯著增加，最高時距末排柱頂板100mm達6％，上巷回風瓦斯濃度達1.5％，上隅角達2％以上，當時工作麵被迫停產。

　　經03manbetx ，斷定是鄰近層32#層的195封閉老空區瓦斯通過岩層裂隙導入35#層196采麵。即：當頂部的32#層采完後，在其下巷對采麵進行了封閉，在上巷雖留有調節窗，但采空區的負壓比未封閉時高，而35#層采麵在回采過程中，越接近采止線，負壓越低，由於在采32#層時，上一個片盤沒有采到采止線，留有部分煤柱，當196采麵回采至此煤柱時（煤柱位於196工作麵上部1/3處），使上部頂板形成懸臂梁，在岩層自重作用下，產生斷裂隙，造成瓦斯從32#層采空區底板湧入35#層196采麵，造成196工作麵50m範圍內瓦斯超限。恢複195采煤麵的正常風壓，打開32#層右六路密閉，從32#層右五路回風量在300～400m³/min，為正常回采時的50％，在采取了上述措施後，196工作麵的瓦斯濃度開始呈下降趨勢，但下降緩慢，上巷回風瓦斯濃度由原來的1.5％～1.8％降至0.9％～1.2％，因其下降速度比較緩慢，影響工作麵的正常推進，給正常支護造成困難，決定減少35#層196采煤工作麵的供風量降為800 m³/min，使196采煤麵的礦井負壓加大，使兩上工作麵的負壓差減小，同時把原來用礦井總負壓處理上隅角瓦斯的排放管改用YD-6型真空泵抽放，在綜合采取上述措施後，其回風瓦斯才逐漸降至0.69％0.8％。

　　4 結束語

　　（1）長壁式采煤工作麵上下層同時開采，采空區瓦斯相互影響較大，在對各自工作麵的瓦斯加強治理的同時，應考慮兩個工作麵的負壓平衡。

　　（2）采用無煤柱開采時，要避免留有不必要的煤柱，以免給鄰近采麵和鄰近層造成應力集中區。

　　（3）工作麵上下層同時開采時，開采進度要嚴格控製；並對上下層采空區封閉必須綜合考慮。