夏闊坦煤礦1005 綜放工作面的瓦斯綜合防治技術

王廣宏

（中煤科工集團 重慶研究院，重慶 400037）

夏闊坦煤礦為高瓦斯礦井，自建礦以來長期采用炮采工藝，2012 年3 月改用綜合機械化放頂煤工藝；由于礦井開采煤層厚、推進速度快、產量高、瓦斯涌出量大，造成瓦斯治理困難。為保證1005 綜放工作面的開采成功，并準確獲得試驗數據，提高綜放工作面的瓦斯防治水平，需對1005 綜放工作面瓦斯涌出規律進行分析研究，掌握綜放條件下的瓦斯涌出規律，采取針對性的防治措施，做到超前預防，超前處理，消除、減弱瓦斯災害，提高礦井瓦斯防治水平，實現礦井安全生產。

1 礦井工作面的概況

夏闊坦煤礦為單翼開采，共一個采區。1005 綜放工作面位于礦井主斜井以西，工作面標高+1554～+1527 m，工作面走向長度900 m，傾斜長度100 m。1005 工作面開采下10 號煤層，賦存穩定，結構簡單，煤層傾角10.5～13°，煤層厚度5.7～7 m，工作面煤層平均瓦斯含量5.912 m3/t，上距下8 號煤層平均層間距63.41 m，下距下12 號煤層平均層間距28 m。工作面采用“U”型均壓通風方式，平均進風量1 300 m3/min，頂板管理為全部跨落法。

2 工作面瓦斯涌出規律

工作面瓦斯涌出量的大小主要取決于煤層瓦斯含量、工作面回采工藝、工作面開采強度、工作面回采率、工作面采空區漏風、工作面推進速度等因素。

1）瓦斯濃度分布規律。為了掌握夏闊坦煤礦綜放工作面瓦斯特點，先對工作面的瓦斯濃度分布狀況進行測定分析。根據夏闊坦煤礦1005 綜放工作面實測數據，得出其瓦斯濃度分布規律：a.從煤壁到采空區，瓦斯濃度變化規律呈“馬鞍”形，即“高、底、高”。b.從工作面進風巷至回風流，瓦斯濃度逐漸增大，上部瓦斯濃度增加梯度較大，中、下部瓦斯濃度增加梯度較小。

2）瓦斯涌出分布規律。a.瓦斯涌出與放頂煤的關系：實測結果表明，放頂煤時，1005 綜放工作面平均瓦斯濃度由0.32%至0.62%，增加93.8%；瓦斯排放量由4.5 m3/min 至8.9 m3/min，增加97.8%?？梢姺彭斆簩?005 綜放工作面的瓦斯涌出有著重要影響。b.瓦斯涌出與綜采面推進速度（產量）的關系：根據1005 綜放工作面實測數據，繪制出瓦斯絕對涌出量與推進速度關系曲線，見圖1，當推進速度不大時，絕對瓦斯涌出量隨推進速度增加而增加；推進速度大到一定值后，曲線逐漸平緩。

圖1 瓦斯涌出與綜采面推進速度（產量）的關系圖

3 瓦斯綜合防治措施

1）本煤層瓦斯預抽。1005 綜放工作面，推進快、產量大、瓦斯涌出量大，回采前要對回采區域進行預抽煤層瓦斯，降低煤層瓦斯含量。根據下10 號煤層瓦斯基本參數（如表1 所示）及國內同類礦井抽采經驗，設計鉆孔間距4 m，鉆孔直徑75 mm，鉆孔施工長度90 m，預抽時間不少于6 個月。通過預抽煤層瓦斯，工作面回采時，工作面回風巷瓦斯濃度降至0.3%以下，幾乎未發生過瓦斯超限現象。工作面回采區域預抽鉆孔布置簡圖，見圖2。

表1 1005 工作面下10 號煤層瓦斯基本參數表

圖2 順層鉆孔預抽回采區域煤層瓦斯簡圖

2）均壓通風，減少采空區瓦斯涌出量。a.根據工作面進回風巷設計斷面、回采期間巷道受采動變形影響、風流在采空區的流動規律，考慮到采空區瓦斯涌出量較大的特點，對1005 工作面采取均壓通風，以減少采空區瓦斯涌出量，從而降低上隅角瓦斯濃度。b.1005 工作面均壓通風采用FBD№8.0/2×55 壓入式通風機，電機型號YBT-2-250M-2，電機功率2×55 kW，風量范圍600～950 m3/min。經現場多次實踐，工作面進風巷平均負壓700 Pa，回風巷平均負壓750 Pa，進風量在1 300 m3/min 時為宜。c.加強通風設施維護與管理，保證通風設施質量，該工作面有關的所有風門都裝可靠的機械彈簧閉鎖裝置，通風員要對工作面每旬測風一次，保證風量穩定在1 300 m3/min 左右，發現風量不足或過大，及時匯報調度室處理。

3）采空區瓦斯抽采。a.高位鉆孔抽采瓦斯，見圖3。1005 綜放工作面風巷下幫，每隔70 m 施工一個長、寬、高為3×2.5×2.5m 的鉆場；在每個鉆場內沿工作面走向、向工作面施工6 個鉆孔，鉆孔長度90～120 m，鉆孔終點位于裂隙帶內，終孔間距5 m，鉆孔終孔點到工作面回巷道的水平距離為10～30 m。b.采空區埋管抽采瓦斯，見圖4。在回風巷抽采管末端設一彎管，使抽采管口抬高至回風巷頂，并設木垛對其管口進行保護，以此形成埋管口；并在工作面的后部抽采管上，每隔25 m 安裝一組三通、控制閥門、埋管口組件。當工作面向前推進時，將埋管口保留在工作面的采空區，通過抽采系統抽采采空區瓦斯。當回采工作面推進至下一個埋管口三通處，接替埋管口已經埋在采空區內3～5 m，此時將埋在采空區前一埋管段控制閥門關閉，打開下一循環的埋管口閥門，達到連續抽采采空區瓦斯的目的。埋管抽采管徑φ250 mm，抽采負壓控制在5～7 kPa，抽采瓦斯濃度可達15%以上。為保證抽采安全，在采空區瓦斯抽采過程中，必須經常檢測CO 和溫度等參數；當發現自然發火征兆時，必須暫停抽采、采取相應措施。

圖3 頂板高位鉆孔布置簡圖

圖4 采空區埋管抽采布置示意圖

4 結束語

經對1005 綜放工作面瓦斯濃度分布及涌出規律分析，提出了針對夏闊坦煤礦厚煤層綜放工作面瓦斯治理的措施：采用均壓通風、工作面瓦斯預抽、采空區瓦斯抽采。通過以上措施，有效防止了上隅角瓦斯超限及工作面瓦斯超限問題，確保了礦井安全生產。

[1] 戴廣龍,儲方健.綜采放頂煤工作面瓦斯涌出規律的分析[J].煤礦安全,2005,36(8)：55-57.

[2] 俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州∶中國礦業大學出版社,1992.

[3] 陳書楷,牛國慶,呂健全,等.“三軟”特厚煤層高沼綜放面瓦斯綜合治理[J].礦業安全與環保,2005,31(8)：42-43.