關于采區末端工作面瓦斯治理的應用

孫 健

(山西省陽泉煤業(集團)有限責任公司五礦通風工區，山西 陽泉 045209)

關于采區末端工作面瓦斯治理的應用

孫 健

(山西省陽泉煤業(集團)有限責任公司五礦通風工區，山西 陽泉 045209)

8137工作面處于西北翼采區最末端，緊鄰礦界，瓦斯防治方面可能造成總回風巷瓦斯超限及工作面1 500 m～2 000 m抽放效果不能達到最佳，容易造成工作面上隅角瓦斯積聚等情況。介紹了工作面構造及瓦斯情況、分析了瓦斯涌出原因及治理措施等。通過對該工作面的瓦斯治理，工作面未出現過瓦斯超限斷電事故，為該礦其他采區邊界工作面瓦斯治理奠定了基礎。

采區末端工作面；瓦斯治理；應用

引 言

8137工作面地表位于南茹村北東方的山坡地帶，整體地勢為北東高、中間低的中低山地形，無民房及其他建筑物。井下北部為采區大巷，西部為二礦礦界，東部為8136工作面(未掘)，南部為上南茹村保護煤柱，工作面上方無民房及其他建筑，綜采放頂煤工作面回采后可導致地面山體產生裂縫。該工作面15#煤層為復雜結構煤層，一般含夾矸2層～3層，距底板0.9 m～1.2 m有一層夾矸，厚度約0.10 m，較為穩定，煤巖類型為半亮型至光亮型。8137工作面有效走向長度1 998 m，采長220 m，8137工作面位于西北翼采區最末端，緊鄰礦界，瓦斯防治方面可能造成總回風巷瓦斯超限及工作面1 500 m～2 000 m以內抽放效果不能達到最佳，容易造成工作面上隅角瓦斯積聚[1]。

1 瓦斯治理技術

1.1 構造及瓦斯情況

該工作面15#煤層總體為寬緩向斜形態，煤層傾角最大17°，最小2°，平均8°。該工作面經坑透分析存在2個異常區，其中，E1異常區位于距切巷740 m～900 m范圍內，分析認定該異常區由回風巷實際揭露的陷落柱X1和預測逆斷層F4影響所致，其中，X1長軸預計37 m左右，對回采有較大影響，F4斷距接近1/2煤厚，對回采有一定影響；E2異常區位于距切巷1 490 m～1 650 m范圍內，分析認定該異常區由坑透陷落柱X4和逆斷層F6、F7影響所致，X4長軸預計在50 m左右，對回采有較大影響，預測斷層F6、F7接近1/2煤厚，對回采有一定影響，另外，工作面還存在預測逆斷層F1、F3、F5、F8和坑透陷落柱X2、X3，對回采有一定影響。

該工作面共存在4個陷落柱，其中，掘進期間揭露1個陷落柱，X1(37 m×25 m)、X2(24 m×18 m)、X3(46 m×18 m)、X4(45 m×30 m)為坑透陷落柱。陷落柱X1對回采有較大影響， X2、X3、X4對回采有一定影響。

該工作面瓦斯地質條件較復雜，大部分標高低于420 m以下，易于瓦斯賦存，坑透解釋的斷層較多，及2個異常區域可能對煤層富集瓦斯提供有利條件，且回采中會出現瓦斯異常等現象。工作面主要瓦斯來源為鄰近層煤層，其次為本煤層。據瓦斯地質圖及掘進期間瓦斯資料分析預測：瓦斯含量在2 m3/t～6 m3/t，瓦斯壓力在0.3 MPa～0.4 MPa[2]。預計回采期間，瓦斯絕對涌出量為13.78 m3/min，相對瓦斯涌出量為3.97 m3/t，鄰近層抽放量為139.33 m3/min。該工作面屬于瓦斯非突區。

回采初期，受高抽巷抽采效率不佳影響，可能出現瓦斯涌出量大的現象。隨著回采的推進，內尾巷、高抽巷抽采效率的改善，瓦斯涌出量會逐漸變小。推進至瓦斯富集區域及坑透異常區域內，揭露的地質構造、陷落柱以及隱伏構造可能會造成瓦斯異常現象。建議隊組在瓦斯富集區域及坑透異常區域內，如有瓦斯異常現象及時增加本煤層瓦斯測試孔及卸壓工作，且減少丟底煤現象。通風部門要嚴格按照瓦斯防治措施，加強瓦斯抽放及瓦斯監測與管理工作，預防瓦斯超限。

1.2 原因分析

8137工作面于2012年3月初開采，至2012年10月已推進556 m。該工作面處于西北翼采區最末端，根據該礦西北翼采區回采工作面瓦斯涌出情況來看，工作面瓦斯涌出主要是鄰近層和采空區以及本煤層，鄰近層瓦斯涌出量能夠到90%以上。由于工作面靠著采區邊界，總回風巷風量小，工作面回風內尾混合段瓦斯濃度極易上升到0.7%，造成總回風巷瓦斯超限；同時，由于工作面走向長，在工作面1 500 m～2 000 m以內抽放效果未能達到最佳效果，勢必會容易造成工作面上隅角瓦斯積聚。

工作面正常生產期間，實際配風風量為進風風量2 436 m3/min，回風風量907 m3/min，瓦斯濃度0.3%，一內尾風量600 m3/min，瓦斯濃度1.0%，二內尾風量702 m3/min，瓦斯濃度0.9%，工作面風排瓦斯量15.02 m3/min。按照工作面回風風量為2 300 m3/min計算，則，工作面回風內尾混合段瓦斯濃度能夠達到0.65%，如遇工作面局部發生系統變化等特殊情況，極易造成采區末端總回風巷瓦斯超限。

1.3 治理措施

提高工作面末端抽放負壓，在桑溝瓦斯抽放泵站采用2臺瓦斯抽放泵站進行聯合抽放(即，1#、3#瓦斯泵同時抽放)，提高工作面高抽巷末端負壓，工作面抽放負壓和通風負壓均壓時在工作面上隅角點偏向抽放負壓側，消除工作面上隅角瓦斯積聚問題。

在工作面回風機尾段設置2道臨時風卡，降低工作面回風側通風負壓。

對工作面內尾、回風系統巷進行負壓調整，降低工作面的整體風量，由2 700 m3/min降低為2 400 m3/min，同時，讓工作面采空區瓦斯流動涌向鄰近層區域，減少工作面風排瓦斯涌出量，緩解工作面回風內尾混合段瓦斯濃度。

對西北翼采區末端軌道巷、皮帶巷系統巷增加風量，提高8137工作面混合段總回風巷內風量，有效地稀釋瓦斯濃度[3]。

2 結束語

通過對該工作面的瓦斯治理，工作面未出現過瓦斯超限斷電事故，為該礦其他采區邊界工作面瓦斯治理奠定了基礎。在采區邊界工作面開采時不可避免地會增加治理瓦斯難度，建議在以后的新采區銜接時，考慮從后退式開采，緩解末端工作面瓦斯治理難度。

[1] 李偉宏.瓦斯稀釋器在雁南煤礦瓦斯治理中的應用研究[J].山東煤炭科技,2015(7):67-68.

[2] 魯義，王曙勛，蔡云龍.分源預測法在整合礦井瓦斯涌出量預測的應用[J].山西焦煤科技,2011(8):27-31.

[3] 趙喜峰.淺談采煤面上隅角瓦斯治理技術[J].山東煤炭科技,2013(5):185-186.

Application of gas control in working face of mining area

SUN Jian

(Fifth Mine Ventilation Area, Yangquan Coal Industry (Group) Co., Ltd., Yangquan Shanxi 045209, China)

8137 working face is at the very end of the northwest of mining area, adjacent to the mine. The gas prevention and control may cause gas overrun in main return airway and bad drainage effect of 1 500 m～2 000 m working face, which is easy to cause upper corner gas accumulation. This paper introduces the structure of working face and gas state, analyzes the causes and control measures of gas emission. Through the gas treatment in working face, gas overrun outage never appears in the working surface, laying good foundation for gas control in working face of mining boundary with other mine.

working face of mining area; gas control; application

2016-12-16

孫 健，男，1988年出生，2014年畢業于太原理工大學安全工程專業，本科，助理工程師，主要從事煤礦通風安全管理工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.44

TD712

A

1004-7050(2017)02-0132-02

煤礦工程