邢台礦瓦斯湧出異常區綜采麵跨巷回采瓦斯治理技術

1 概況

邢台礦采用中央豎井階段平巷、采區石門開拓方式。礦井通風方式為混合式，即：東翼和二采區是中央並列式；西翼其他區為對角式。204工作麵為一個瓦斯湧出異常且由203共和麵跨二采區回風巷開采進入三采區的綜采工作麵（見圖1）。



圖1 204工作麵巷道布置示意圖

2 瓦斯來源03manbetx

采煤工作麵瓦斯來源主要有3個方麵：

（1）煤體賦存瓦斯釋放；

（2）煤層頂、底板瓦斯析出；

（3）采空區瓦斯湧出。

瓦斯來源不同，治理技術也有相應的側重。由圖1知，204工作麵采空區與二采區回風巷相連，使得跨巷回采後的采空區處於中央風井與西風井共同作用之下，采空區漏風情況非常複雜且難以杜絕。204工作麵回采初期瓦斯絕對湧出量相對較小，僅有4.2m³/min。近期，受漏風、斷層等諸多因素影響，瓦斯絕對湧出量曾高達16 m³/min，致使上隅角和回風巷風流中瓦斯嚴重超限，直接威脅著工作麵的安全生產。

為了搞清204工作麵瓦斯來源，首先，對204工作麵回風流瓦斯濃度和風量定時測量；其次，對沿途通風設施開啟情況和上隅角氣體變化進行調查；最後，將數據繪製成圖2和圖3。



圖2 瓦斯湧出量與工作麵風量變化曲線



圖3 設施開啟與上隅角氣體變化曲線

由圖2知；204綜采工作麵瓦斯絕對湧出量隨回采工序變化不大，有時出現隨風量增加瓦斯絕對湧出量反而上升的現象。曲線的反彈現象說明煤體本身賦存的瓦斯以及斷層出現均不是瓦斯湧出異常的主要因素。

由圖3知：當－450m東大巷風門（圖1中的1^#、4^#、5^#風門）頻繁開啟時，204工作麵上隅角瓦斯濃度急劇上升。此現象表明，－450m東大巷風門開啟時，二采區風量增加、風壓增大，迫使跨後采空區高濃度瓦斯向204工作麵移動。

3 瓦斯治理技術措施

3.1 調整係統引導瓦斯

綜上03manbetx ：204共作麵瓦斯異常主要原因是跨後采空區高濃度瓦斯向204工作麵運移的結果。由圖103manbetx 知：跨後采空區屬於角聯風路。其漏風方向有三種情況：①高濃度瓦斯流向204工作麵空間；②引入二采區回風巷；③靜止不動。

跨後采空區漏風靜止不動的情況受通風設備影響很難實現，而將高濃度瓦斯引入二采區回風巷的方案解決204工作麵瓦斯問題容易實現。首先摘除二采區回風巷風門（2^#風門），其次再縮小－450m東巷口調節風門（1^#風門）風窗，控製二采區總進風量，調節二采區風壓，使跨後采空區高濃度瓦斯向二采區回風巷緩慢運移；其次，利用二采區風量稀釋湧出的高濃度瓦斯。

通風係統調整之後，相當於204工作麵補加一條可控瓦斯排放巷。一方麵，保證二采區正常生產；另一方麵，使204工作麵瓦斯得到有效治理。

3.2 增加綜采工作風量

（1）拆除設施疏通風路。由公式H=RQ²和R=αLU/S²知：風壓H不變時，減小風阻R，可以提高風量Q。而減小風阻R的最好方法是擴大通風斷麵S。為此，拆除廢舊通風設施，增大了通風斷麵，減小了通風阻力，使204綜采工作麵風量增加近100 m³/min。

（2）合理壓縮其它地點用風。臨時封閉600采區和0采區，節約風量近400 m³/min，隨著7713工作麵回采結束，縮減七采區風量300 m³/min，其他各處壓縮風量150 m³/min，使得204綜采工作麵風量將增加175 m³/min，最終使204綜采工作麵有效風量達到1 000 m³/min，保證了安全生產。

3.3 上隅角瓦斯治理

瓦斯向工作麵上隅角運移過程中，隨著液壓支架架後漏風風速的降低邊運移邊上浮，當上隅角存在渦流時，就會出現瓦斯積聚。通風係統調整後，跨後采空區瓦斯對204工作麵生產的影響減小，而上隅角瓦斯積存問題則顯得較突出。

針對瓦斯運移規律采取以下措施進行治理：①在進風隅角設立風帳或臨時密閉，避免風流直射采空區，從而減少采空區漏風；②安設專用風機處理上隅角渦流區高濃度瓦斯；③剪切頂錨杆，使頂板及時冒落，縮短懸頂距離；④臨時密閉，減小瓦斯積存空間。

　　3.4 治理效果

通過綜合治理，效果顯著204工作麵回風風流中瓦斯濃度保持在0.4％～0.6％之間；二采區回風巷瓦斯濃度穩定在0.6％左右；204工作麵上隅角瓦斯濃度在1％以下。

4結論

（1）工作麵瓦斯湧出中采空區瓦斯占主要地位時，單憑提高工作麵有效風量，效果不明顯，要以控製源頭為主。進行綜合治理。

（2）204工作麵采用跨巷回采設計，采空區漏風難以杜絕，不僅給瓦斯治理帶來很大因難，而且對采空區防滅火極為不利。建議在低瓦斯礦井的瓦斯異常區域內設計綜采工作麵時，盡量避免跨采布置。

（3）井下采用“均壓技術”治理瓦斯時，如時均壓至“零點”非常困難且極易打破平衡，甚至出現高濃度氣體異常湧出等02manbetx.com ，應形成一條穩定的、可控的漏風路線。（尹誌民）