煤礦掘進工作麵施工瓦斯綜合治理措施
2011年4月12日
鎮雄縣獅子山煤礦
掘進工作麵施工時瓦斯綜合治理措施
1 概況
獅子山煤礦屬高瓦斯礦井，當巷道掘進進入煤層或其它地質構造繁雜的地段，瓦斯湧出量突然增大，隨著巷道向前不斷掘進，其工作麵及回風風流中的瓦斯濃度也在增加，為保證巷道施工的順利進行，必須降低工作麵及其回風風流中的瓦斯濃度。在不影響工程進度和盡量減少投資的情況下，采用了在工作麵增大供風量，在回風段瓦斯湧出量大的地方來抽放瓦斯，降低回風的瓦斯濃度。這種方法在實踐中取得了良好的效果，為降低巷道的瓦斯濃度開辟了一條新途徑。
2 工程及地質情況
煤層運輸巷道較長，巷道斷麵隻有6.6m2，軌道運輸大巷平行施工。根據瓦斯湧出情況，為滿足通風和運輸要求，間隔一定距離與軌道巷施工一橫貫，設計巷道沿煤層施工，但從實際施工過程中，煤層傾角變化較大，常有反坡現象，由於受地壓的影響，巷道圍岩破碎，瓦斯湧出增加；當巷道又向前掘進了80m，在正常施工時，巷道工作麵及回風段的瓦斯絕對湧出量達27.22m3/min，其中工作麵瓦斯絕對流出量達8.24m3/min。
3 瓦斯治理措施
由於工作麵及回風段的瓦斯湧出量大，煤層的透氣性較好，瓦斯在自然狀態下其釋放時間較長，為保證在與其治理過程中，不影響巷道的正常施工，采用局部通風機通風，加速巷道成巷與瓦斯抽放綜合治理的措施。
3.1 工作麵的瓦斯治理
由於巷道工作麵絕對瓦斯湧出量高達8.22m3/min，為保證工作麵能正常生產，其瓦斯濃度不得超過1%，因此巷道風量為：
Q=8.22÷1%×1.7=1397m3/min
選用2台2×30kW局部通風機和2台28kW局部通風機配直徑800mm的風筒對工作麵進行通風，其總供風量可達1500m3/min。
3.2 回風段的瓦斯治理
由於巷道回風段的絕對湧出量高達5m3/min，巷道的掘進斷麵又隻有6.6m3，隻利用局部通風機通風已不能保證巷道的回風暢通和滿足生產的需要，故采取將回風段的瓦斯抽放到全風壓巷道中，且加快巷道成巷，以降低工作麵及回風風流中的瓦斯濃度。
（1）瓦斯泵的選擇。巷道回風段瓦斯絕對湧出量高達5m3/min，在安上瓦斯抽放泵後，瓦斯的抽放量預計可達6～7m3/min。在抽放過程中，由於巷道圍岩的裂隙和巷道底板的漏風，預防抽放的瓦斯濃度初期在50%左右，由此可得：
瓦斯泵的抽出速率為：7÷50%=14m3/min
根據瓦斯抽出速率選用YWB-15型瓦斯抽放泵，其最大抽出量可達15.1m3/min。
（2）鑽空布置。首先在工作麵推進方向的巷道中部（煤層厚度的中部）布置三個鑽孔，采用7655型風鑽打眼，鑽孔直徑為72mm。煤層的透氣性較好，瓦斯排放範圍預防每孔為4m，故鑽孔間距確定為4m，這樣能有效地抽放出煤層中瓦斯。
（3）封孔。鑽孔打好後，首先用壓風吹出孔內的煤粉、積水等，然後即可進行封孔，為保證抽出的瓦斯濃度較高，增加抽放效果，封孔長度為2.0m。封孔管采用DN25鋼管製成，其長度為3.2m，在管的2.m處，焊上直徑70mm的擋板，在距封孔管擋板內1.0m段均勻鑽上直徑5mm的篩孔若幹個，並用鐵板封閉管的裏端口，以防煤粉堵管或進入瓦斯抽放泵。距封孔管外端0.1m處安設一閘閥（DN25），以便瓦斯抽放泵檢修和抽放主管處理時防止瓦斯湧出，在封孔管的最外端加工成筍字頭，以便外接膠管。
（4）抽放管路布置。根據抽放泵最大流量為15.1m3/min，主管選用φ159mm的無縫鋼管，鋼管布置在巷道未掛電纜的一側，管道下每隔5m墊上0.2m厚的木墊，管道離巷道幫0.1m，以保證管道與其它帶電設備和物體隔開。在主管的端部設置分支器，每一個分支器上設置10個分支，分支采用DN25的鋼管加工，其長度為0.2m，端部加工成筍字頭，每一分支器的末端安一閘閥，分支器的分支與封孔管間采用30mm膠管聯接，在瓦斯抽放泵前10m處的φ159鋼管上安設一分支管（DN50）和一閘閥（ND50），當抽出的瓦斯量小時，做配氣使用，以減小抽放泵的負壓，在排氣口進風側30m處和回風側50m處設置一柵欄，此段為瓦斯稀釋段。
3.3 通風係統調整
在瓦斯抽放泵運轉前，增加調節抽風機的風量到8000m3/min，經過瓦斯排放口處的風量達4000m3/min，用來降低一翼回風和總回風的瓦斯濃度。
4 綜合治理瓦斯的效果
（1）東膠巷在采用工作麵局部通風機通風、回采段加快巷道成巷和瓦斯抽放後，巷道內瓦斯濃度明顯下降，在瓦斯抽放前工作麵回風流中的瓦斯濃度為1.1%，造成工作麵無法正常生產，當回風巷內采用瓦斯抽放後，其回風流瓦斯濃度降至0.7%，瓦斯抽放量為6.5m3/min。
（2）在利用局部通風機通風和瓦斯抽放綜合治理瓦斯後，保證了工作麵的正常施工，確保巷道的順利貫通，
