綜采麵瓦斯湧出規律的分析及綜合防治措施

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，位於山西省保德縣境內，生產能力可達8Mt/a，一個綜采麵和三個連采麵保產。目前，88201綜采麵的生產能力為日產2.5萬t左右，是典型的高產高效工作麵。瓦斯湧出具備如下的特點：煤層瓦斯含量不大，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研究，並有針對性地采取了各種防治措施，從而保證了88201工作麵的安全回采。

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，設計采高3.5m，密度1.47t/m³,可采儲量3.2932Mt。煤層原始瓦斯含量小於1.91m³/t（88202工作麵瓦斯含量測值）。 工作麵自2003年6月份開始回采，12底回采結束。

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5°～

15°，傾角2°～3°，軸部煤層走向0°，傾角4°，南翼走向170°～185°，傾角5°～6°，回風順槽有四條小斷導層，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。

工作麵采用下行通風方式，即工作麵上輔運巷和膠運巷進風，下輔運巷回風，構成兩進一回通風係統。邊界進風巷貫通前工作麵布置及通風方式如圖1所示。



圖188201綜采工作麵通風係統圖（邊界進風巷貫通前）

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有明顯上升趨勢。由圖2可以看：隨著88201工作麵的回采推進，工作麵絕對瓦斯湧出量一直持續上升，最高時達48m³/min；工作麵采場湧出量基本維持在5～10 m³/min之間；而采空區的瓦斯湧出量最高時可達30 m³/min。另外，瓦斯湧出曲線中出現了幾個波動性較大的峰值，經調查和03manbetx ，這與工作麵回采到一定距離，采空區老頂來壓跨落，造成聯巷密閉壓裂壓壞，采空區瓦斯集中湧出有關，尤其是從尾排聯巷湧出的瓦斯最高達10 m³/min左右。通過對88201工作麵瓦斯湧出來源和構成實測於工作麵巷道煤壁和落煤、采空區（包括下下分層留煤瓦斯湧出）以及後部邊界進風的瓦斯，其中采空區瓦斯湧出量占工作麵瓦斯湧出量的50%～70%。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。



圖288201工作麵絕對瓦斯湧出量曲線

3 88201綜采工作麵瓦斯防治技術措施及效果

通過上麵的03manbetx ，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）增加風量及設置“尾排”聯巷。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的高產高效及安全生產。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，采取增加風量，風量由原來的2250 m³/min逐次增加到3300 m³/min、3600 m³/min、4100 m³/min，最後增加到4350 m³/min，同時在輔運巷與膠運巷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。通過增加風量及設置“尾巷”的措施，從而使下隅角的瓦斯基本控製在1.0%以下，有效地解決了工作麵下隅角瓦斯的超限問題。

（2）貫通邊界進風巷。雖然“尾排”聯巷有效地解決下隅角的超限問題，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的問題。雖然同時也采用了用局部通風機吹的辦法，但是效果不太明顯。為了徹底解決輔運巷後部瓦斯的措施，邊界進風巷貫通後，采取了貫通邊界進風巷的措施，邊界進風巷貫通後，配風量在1600 m³/min左右，這一措施有效地解決了“尾巷”後部的瓦斯積聚。但是，由於下輔運巷的頂板下沉、片幫嚴重以及需要加強支護而使巷道有效通風斷麵減少，致使配風量減少到已不足1000m³/min，再加上邊界進風中的瓦斯濃度在0.8%～0.9%，所以有效風量較少，未能解決“尾排聯巷”出口周邊及回風瓦斯超限的問題。邊界進風巷貫通後88201綜采工作麵通風係統如圖3所示。



圖3 88201綜采工作麵通風係統圖（邊界進風巷貫通後）

（3）采空區局部瓦斯抽放。針對88201工作麵的瓦斯湧出主要來源於采空區的上下分層遺煤，所以采取了采空區瓦斯投放這一治本的措施。采空區瓦斯抽放主要采取的是在密閉聯巷內埋管（埋Ф250的PE管）的抽入方法，主要抽放點為尾排聯巷及其滯後的兩三個聯巷。抽放泵采用撫順分院生產的YD-IV型移動泵（陽大抽放量為40m³/min），共三台運轉，一台備用，瓦斯抽放濃度為5%~27%，平均為16%； 抽放量為5~15 m³/min，平均為10 m³/min。這一措施的實施取得了明顯的效果，使工作麵回風中的瓦斯濃度降低了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。

（4）加強巷道支護及聯巷密閉。經調查和03manbetx ，工作麵回采到一定距離後，采空區老頂來壓跨落，使聯巷密閉壓裂壓壞，造成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。針對這一特點我們采取加強巷道及聯巷的支護（打木垛及錨網持護），並且改進了聯巷的密閉方式，采用剛柔並用（宇航局閉下部用磚止部用羅克休材料）的方式，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，而且也提高瓦斯抽放濃度，從而有效地降低了回風瓦斯濃度。

（5）利用88202偽斜腰巷進行通風係統調整。通過采取上述的各種技術措施，有效地降低了綜采工作麵的回風瓦斯濃度，但是沒有徹底根治瓦斯問題。通過分析認為邊界進風巷攜帶瓦斯約為10 m³/min，後部采空區通過密閉湧出瓦斯量約為10 m³/min，這兩部分瓦斯是造成工作麵回風瓦斯超限的主要原因。所以決定采取封閉31聯巷以裏的輔運巷，改為88202偽斜腰對輔運巷進行配風，風量在700 m³/min左右，工作麵總進風降到了300 m³/min左右，這一措施的實施徹底根治了88201的瓦斯問題，使88201回風的瓦斯濃度降低了0.5%，瓦斯濃度也一直保持在0.5%以下，從而保證了88201工作麵的安全順利地回采完畢。

4結束語

（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，采空區瓦斯湧出量占整個工作麵瓦斯湧出量的50%～70%。

（2）采用“尾巷”加抽放解決高產高效工作麵的瓦斯超限是一種切實可行的瓦斯防治措施。

（3）合理的通風係統是解決工作麵瓦斯超限最根本的措施。

（4）采取防治措施必須有針對性，隻有找到瓦斯湧出源才能製定切實可行的措施，才能取得更好的效果。

（5）高產高效綜采工作麵的瓦斯治理要采用綜合防治措施，隻采用單一的措施是不能治理好瓦斯的。