青岗坪煤矿首采工作面回采期间瓦斯防治 回采工作面瓦斯检查
时间：2019-01-24 03:25:27 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：U形通风工作面上隅角容易发生瓦斯积聚或瓦斯超限，严重影响矿井的安全生产。通过对采煤工作面上隅角瓦斯积聚和回风流瓦斯浓度较高原因分析，提出了综合治理上隅角和回风流瓦斯的方法。试验表明，采用上下隅角悬挂风障或风帘、利用压风喷雾技术、合理配风、局部重点治理瓦斯等综合治理措施、其效果显著，可以保证矿井的安全生产。
关键词：U型通风；上隅角；工作面；瓦斯治理；瓦斯异常带
中图分类号：TD42 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）032(C)-0244-01
前言：青岗坪煤矿为低瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为10m3/min左右。42102工作面是青岗坪煤矿的首采面，本工作面回采时瓦斯来源主要是工作面煤壁、落煤和采空区等。由于42102工作面为首采面，同时工作面经过一断层，此工作面瓦斯涌出量较大，瓦斯造成的主要危害是工作面回风流和上隅角瓦斯浓度较高或超限。因此，降低上隅角和工作面回风流中的瓦斯浓度是42102工作面瓦斯防治主要。
一、上隅角瓦斯防治措施
在U型通风方式下，进入工作面的风流分为两部分，一部分沿工作面流动；
另一部分进入采空区，在采空区内部沿一定方向流动。进入采空区的风流通过采空区，风流带出瓦斯，逐渐返回工作面，最后汇集于采面上隅角。上隅角靠近煤壁和采空区侧，风流速度很低，局部处于涡流状态，涡流运动是采空涌出大量瓦斯很难进入主风流，从而使高浓度瓦斯在上隅角聚集，造成上隅角瓦斯超限等现象。
根据上隅角瓦斯积聚的原理和规律，防治上隅角瓦斯积聚措施主要有两方面，一是“防”，二是“治”。青岗坪煤矿治理上隅角瓦斯的主要措施：
（一）下隅角处挂一挡风障
主要作用是减少向采空区漏风，则减小采空区瓦斯涌出量。挡风障必须布满整个隅角，到顶、到底、到帮，挂到支架后尾梁处并与后尾梁紧贴，不得影响后部溜子进风，挡风障不能有破口，减少向采空区漏风，并且随着工作面向前推移。
（二）上隅角处悬挂两个导风帘
主要作用是引导工作面的风流稀释上隅角和架后瓦斯浓度。稀释上隅角瓦斯的导风帘一端紧贴煤壁，另一端距切顶线1.5m左右，距上帮不大于2m，另两边到顶、到底；稀释架后瓦斯的导风帘一端紧贴煤壁，另一端固定在瓦斯超限处液压支架上，尽可能到顶、到底，以不影响割煤机工作为原则。
（三）上隅角处安设压风喷雾装置
由于42102工作面的煤比较硬，顶板垮落之后，在切丁线附近形成一空洞，造成瓦斯的积聚，因此，需专门解决稀释空洞中瓦斯浓度降到规定范围以下。此装置由6分镀锌管焊接而成，由6分镀锌管焊接成矩形，并在管子中接入压风和压水管路，在镀锌管上均匀布置一定数量的喷头。通过压风喷雾对上隅角形成正压吹散回风隅角瓦斯，或正、负压结合的方式稀释回风隅角瓦斯。压风喷雾装置必须安装在上隅角导风帘出口前端，使二者风流出口风流方向一致。
二、工作面瓦斯治理
（一）加强通风管理，是矿井瓦斯治理的最基本手段，也是最重要手段。根据青岗坪煤矿初步设计，4-2煤层回采工作面的相对瓦斯涌出量为0.98m3/t，绝对瓦斯涌出量2.47m3/min（工作面产量按120万t/a计算），若按回风流中瓦斯浓度不得超过0.3%计算，工作面稀释瓦斯的所需风量为825m3/min。但是回采过程中发现，瓦斯涌出量较大，远远大于初步设计涌出量。经过现场多次试验，综合考虑上隅角瓦斯浓度、回风流瓦斯浓度以及防灭火需要，得出42102工作面最合理供风量为1500m3/min左右。因此，在工作面正常回采过程中，通过合理的通风管理，保证瓦斯浓度控制在合理范围之内。
（二）瓦斯异常带治理措施
42102工作面回采时，要经过一个断层。断层破坏了煤层的完整性，改变了煤层中瓦斯含量和分布规律。巷道掘进过程中，通过对遇断层前后，巷道中瓦斯浓度变化情况分析，本断层属于正断层，断层处易于瓦斯赋存。
图1过断层前后瓦斯浓度变化图
在实际掘进过程中，可知4月1日遇到断层，4月15日过完断层。从图1中可以看出，遇到断层前，从2011年3月26日开始瓦斯浓度急剧增长，到3月30日时，瓦斯浓度达到峰值，之后瓦斯浓度开始下降，从26日到4月1日，共掘进大概30m左右；4月15日过完断层，4月18日瓦斯浓度又达到一个峰值，之后迅速下降并维持在较低水平，从15日到19日掘进了大概30m左右，因此，初步判断断层对瓦斯含量的影响大概在距断层两盘各30m左右。因此，在进、回风顺槽距断层上下盘30m范围内，实施提前排放瓦斯措施，避免工作面回采时瓦斯集中涌出。
减小煤层中瓦斯集中涌出量方法一般为煤层注水和排放钻孔。煤层注水可以湿润煤体，水对瓦斯具有明显的阻碍作用，使煤层透气性系数和瓦斯涌出量得到明显降低，但是注水需要专门的设备，并且实施过程中占用大量的采掘时间；青岗坪煤矿的煤层透气性大，排放瓦斯效果好，并且实施排放钻孔相对简单，同时，断层附近煤层的应力较大，施工钻孔能起到卸压的作用。因此，选用在距断层两盘各30m范围内布置排放钻孔。钻孔布置如图2。每隔10m布置一个钻孔，钻孔控制范围为75m，每个地点布置三个钻孔，分别为：本煤层顺层钻孔；穿过本煤层整个煤厚，终孔位置在顶板钻孔；以上两个钻孔之间的中间钻孔。钻孔施工完成之后，对每个钻孔编号，并测量每个钻孔中涌出瓦斯浓度。
图2钻孔布置图
排放钻孔施工完成一个月后，在两个孔之间打15―20m测试孔，通过测量孔内的瓦斯浓度，检验排放孔的排放半径，若孔内瓦斯浓度和打排放孔时的瓦斯浓度相比较没有大幅度降低，则在两个排放孔中间补打排放孔，若有大幅度降低，则不需补打钻孔。
结论：通过合理布置上下隅角导风帘和导风障、利用压风喷雾装置、合理配风、超前钻孔排放等措施处理上隅角局部瓦斯积聚和回风流瓦斯浓度较大问题，实践证明这些措施能够有效的消除瓦斯问题，保证工作面的安全生产，但随着采掘工作面的增多，瓦斯涌出量增大，当瓦斯涌出大于5m3/min时，最好建立局部瓦斯抽放系统，从根本上解决瓦斯超限，达到高产高效的目的。
作者单位：江苏矿业工程集团有限公司第四工程处
作者简介：李明（1981― ），男，河北邯郸人，2007年毕业于中国矿业大学，现任青岗坪煤矿通风区副区长。
参考文献：
[1]宁伟文,陈鹏,文豪,张路.综采工作面上隅角瓦斯治理技术[J],中州煤炭,2010,11(179).
[2]王远广.采煤工作面上隅角瓦斯治理方法[J],煤炭技术,2009,28(7).
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