綜采工作面回風(fēng)隅角瓦斯治理技術(shù)實(shí)踐

邢化強(qiáng) 張 琪

（山西古縣安吉欣源煤業(yè)有限公司，山西 古縣 041600）

1 概況

山西古縣安吉欣源煤業(yè)有限公司位于臨汾市古縣境內(nèi)，井田面積12.744 4 km2，現(xiàn)開(kāi)采2、3 號(hào)煤層，礦井生產(chǎn)能力0.9 Mt/a，礦井CH4最大絕對(duì)涌出量為9.68 m3/min，CO2絕對(duì)涌出量為2.19 m3/min；屬低瓦斯礦井。

30102 工作面位于井田北部，煤層均厚1.6 m，煤層傾角5°～7°，巷道走向長(zhǎng)1001 m，傾斜長(zhǎng)137 m。30102 工作面上部為20103 采空區(qū)，北部為30101 采空區(qū)，南部為30103 設(shè)計(jì)工作面，西部為一采區(qū)大巷，東部為礦井邊界保安煤柱。工作面采用長(zhǎng)壁后退式綜合機(jī)械化采煤方法，全部垮落法管理頂板。

工作面回采前期采用“一進(jìn)一回”U 型的通風(fēng)方式（即30102運(yùn)輸順槽進(jìn)風(fēng)，30102回風(fēng)順槽回風(fēng)），生產(chǎn)期間工作面回風(fēng)隅角容易出現(xiàn)瓦斯積聚超限現(xiàn)象，影響回采工作面正常生產(chǎn)。

工作面推采至30103 切眼位置時(shí)，30102 工作面采后沿空留巷與30103 后切眼巷口三角區(qū)在整個(gè)工作面風(fēng)流中形成容易積聚瓦斯的地點(diǎn)。

2 瓦斯來(lái)源分析

根據(jù)《山西古縣安吉欣源煤業(yè)有限公司2、3號(hào)煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告》，3 號(hào)煤回采工作面瓦斯來(lái)源包括開(kāi)采層瓦斯涌出和鄰近層瓦斯涌出兩部分。3 號(hào)煤工作面開(kāi)采層瓦斯涌出占工作面瓦斯涌出的61.3%，瓦斯涌出主要來(lái)源于該煤層。工作面回風(fēng)隅角瓦斯涌出量主要來(lái)源于采空區(qū)，采空區(qū)瓦斯積聚點(diǎn)主要分布在頂板3～5 倍采空范圍內(nèi)的裂隙帶中。

30102 工作面瓦斯主要來(lái)源于：一是煤壁瓦斯釋放，割煤時(shí)煤體破碎，煤體賦存的吸附狀態(tài)的瓦斯變?yōu)橛坞x狀態(tài)得以釋放；二是采空區(qū)殘余煤體及周?chē)懿蓜?dòng)影響的圍巖裂隙釋放，這些瓦斯部分沿風(fēng)流一起流入工作面回風(fēng)巷，另部分積聚在采空區(qū)和回風(fēng)隅角，由于采面回風(fēng)隅角風(fēng)流速度慢，會(huì)形成瓦斯積聚區(qū)，容易超限，為工作面瓦斯治理帶來(lái)難度。

3 回風(fēng)隅角瓦斯治理措施

工作面回風(fēng)隅角瓦斯治理措施有：風(fēng)障導(dǎo)風(fēng)稀釋?zhuān)瑥?qiáng)制放頂，煤層注水超前預(yù)裂釋放，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，珍珠巖充填等。

3.1 風(fēng)障導(dǎo)風(fēng)稀釋

正常生產(chǎn)期間30102 回風(fēng)隅角處安設(shè)擋風(fēng)障。工作面回風(fēng)隅角擋風(fēng)障吊掛要封頂封底，使用風(fēng)障引導(dǎo)風(fēng)流方向，增加風(fēng)量來(lái)稀釋回風(fēng)隅角瓦斯，消除瓦斯積聚。

3.2 強(qiáng)制放頂

工作面進(jìn)、回風(fēng)隅角巷道及時(shí)退錨、斷網(wǎng)，確保回采后正巷頂板充分垮落，減小采空區(qū)漏風(fēng)通道和瓦斯積聚空間，同時(shí)工作面上、下隅角各安設(shè)一道凈化噴霧，退錨前將隅角頂幫噴霧濕潤(rùn)，防止頂板來(lái)壓時(shí)崩落錨桿托盤(pán)產(chǎn)生火花，退錨后頂板仍然不能及時(shí)垮落時(shí)，采取切頂鉆孔預(yù)裂的方式進(jìn)行強(qiáng)制放頂。

3.3 煤層注水超前預(yù)裂釋放

30102 工作面施工超前煤層短臂注水，工作面檢修班施工注水鉆孔超前實(shí)施煤層短臂注水，讓高壓水充填煤體空隙，使煤體在割煤前得到濕潤(rùn)、軟化和疏松，深部煤體受壓預(yù)裂，瓦斯將會(huì)均勻釋放，達(dá)到減塵目的的同時(shí)，有效預(yù)防瓦斯超限。

3.4 “U-Y”型通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整

通風(fēng)是防治瓦斯的基本方法，適當(dāng)增加工作面風(fēng)量，確保工作面合理風(fēng)速，既滿(mǎn)足稀釋瓦斯的需要，也避免因風(fēng)速過(guò)大而大量帶出采空區(qū)瓦斯的風(fēng)險(xiǎn)。

將30102 綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)由U 型通風(fēng)調(diào)整為 “兩進(jìn)一回” Y 型通風(fēng)方式（即30102 進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)，30102 運(yùn)輸順槽輔助進(jìn)風(fēng)，30103 回風(fēng)順槽回風(fēng)，如圖1），工作面進(jìn)風(fēng)順槽作為主要進(jìn)風(fēng)巷道，運(yùn)輸順槽作為輔助進(jìn)風(fēng)巷道，兩巷適當(dāng)分壓控風(fēng)，在工作面采空區(qū)沿空留巷側(cè)形成負(fù)壓區(qū)，使工作面及采空區(qū)的乏風(fēng)經(jīng)工作面采后沿空留巷段進(jìn)入30103 后切眼、30103 回風(fēng)順槽、采區(qū)回風(fēng)巷由回風(fēng)立井排出地面，消除回風(fēng)隅角瓦斯積聚部位。

同時(shí)加強(qiáng)工作面區(qū)域巷道失修情況、通風(fēng)設(shè)施的日常巡檢與維護(hù)，保證控風(fēng)及調(diào)壓設(shè)施完好，巷道無(wú)超風(fēng)速地點(diǎn)，杜絕風(fēng)流短路風(fēng)險(xiǎn)，保證通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

圖1 30102 綜采工作面Y 通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

3.5 珍珠巖沖填

30102 綜采工作面采用“Y”型通風(fēng)方式以后，回風(fēng)流在30102 面采后沿空留巷與30103 后切眼巷口三角區(qū)形成風(fēng)流渦流點(diǎn)，是整個(gè)工作面回風(fēng)系統(tǒng)中最容易積聚瓦斯的地點(diǎn)。針對(duì)實(shí)測(cè)瓦斯流動(dòng)情況，對(duì)該區(qū)域使用袋裝珍珠巖密實(shí)充填整個(gè)三角區(qū)（如圖2）。珍珠巖袋外層用風(fēng)筒布覆蓋貼緊充實(shí)，沿邊縫隙用聚氨酯材料噴涂封邊，杜絕漏風(fēng)。在沿空留巷與30103 切眼1 m 外L 型回風(fēng)口處構(gòu)筑分風(fēng)隔障，提高外層區(qū)域風(fēng)速、風(fēng)量，防止風(fēng)速、風(fēng)量減小造成瓦斯滯留。

圖2 珍珠巖充填示意圖

3.6 其他措施

在治理過(guò)程中還采取了監(jiān)測(cè)監(jiān)控、負(fù)壓風(fēng)水聯(lián)動(dòng)、噴霧灑水、及時(shí)刷擴(kuò)失修巷道、控制割煤速度、加強(qiáng)安全管理等措施。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)系列措施的實(shí)施，30102 綜采工作面回風(fēng)隅角日常瓦斯?jié)舛仍?.08%～0.2%之間，即使工作面頂板來(lái)壓垮落期間，工作面、回風(fēng)隅角及工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛茸罡哌_(dá)到0.28%，杜絕了瓦斯積聚超限現(xiàn)象，保證了工作面的安全生產(chǎn)，同時(shí)不斷摸索、總結(jié)和完善，為礦井各采區(qū)回采工作面回風(fēng)隅角瓦斯治理積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。