综放工作面瓦斯综合治理技术

综放工作面瓦斯综合治理技术综放工作面瓦斯综合治理技术 1 工作面概况 1221 3 综放工作面为张集煤矿首采工作面 该面位于矿井中 央区西翼西一采区南翼 工作面走向长 1070m 倾斜长 132 5m 所回采的 煤层层位稳定 倾角为 8 左右 煤层平均厚 度为 4 5m 煤层为高瓦斯煤层 回采期间相对瓦斯涌出量平 均为 10 22m3 t 绝对瓦斯涌出量平均为 14 74 m3 min 煤尘具 有爆炸危险性 煤层有自然发火危险 发火期 3 6 个月 采 用 u 型通风方式进行回采 2 工作面瓦斯涌出特点 1221 3 综放工作面机割煤厚为 2 2m 放煤高度为割煤高度 的近 1 倍 由于采高大 产量高且采空区存在一定的丢煤 在 生产过程中 瓦斯涌出有以下特点 1 上隅角瓦斯偏高 和普通 u 型通风方式采煤面一样 工 作面后方存在着一定的漏风 通过测定工作面风量 可看出其 工作面中部风量只为回风巷风量的 60 80 说明漏风量是 很大的 工作面煤壁的瓦斯受风流紊动作用很快地被新鲜风流 所冲淡和稀释 而顶部煤体的一部分瓦斯 一部分释放到工作 面 涌入到采空区与遗煤及邻近层围岩的瓦斯一起积存于后方 采空区中 采空区瓦斯通过层流状态的风速较小的漏风风流运 移而积聚在工作面漏风集中出口处 上隅角一带 造成上隅 角处瓦斯浓度偏高 容易造成瓦斯超限 给安全生产带来隐患 2 采空区瓦斯涌出量较大 通过对工作面瓦斯涌出测定和分 析 可以认为 工作面的瓦斯来源有三个 开采层 邻近层和 采空区遗煤 由于生产过程中邻近层和遗煤瓦斯均是通过采空 区涌向工作面的 因此 可以粗略地将工作面的瓦斯涌出来源 分为两个 开采层和采空区 根据 1221 3 综放面老顶初次垮落前 2000 年 10 月上旬 下 旬 的瓦斯涌出量实测资料和老顶初次垮落后 6 个月 2000 年 11 月 2001 年 4 月 的瓦斯涌出量实测资料计算得 开采层瓦 斯涌出量为 6 89 m3 min 占工作面瓦斯涌出总量的 51 采空 区瓦斯 邻近层和采空区遗煤 涌出量为 6 62 m3 min 占工作 面瓦斯涌出总量的 49 3 采空区瓦斯涌出的不均衡性 采空区瓦斯在顶板初次来压 周期来压 过构造带所引起顶板大面积垮落时 会大量涌出并 通过采空区大量涌入工作面 造成采面和回风巷瓦斯浓度升高 这种表现为不稳定的涌出 该面的瓦斯涌出不均衡系数为 1 5 3 瓦斯综合治理措施 1 合理选定工作面风量 工作面刚开始回采 即老顶初次垮 落前 考虑瓦斯抽放效果差的因素 在按该面可能日产 3000t 的条件下 按其绝对瓦斯涌出量的预测值 12 75 m3 min 抚顺煤 科分院预测值 进行计算配风为 1913 m3 min 能把工作面回风流 中瓦斯浓度一直稀释在 0 5 以下 较好地满足了生产要求 顶板初次来压后 瓦斯抽放效果好转 在满足稀释瓦斯的基础 上 适当减小风量 尽可能减少向采空区的供氧 有利于防火 考虑前期抽放率仍不可能很高 按 20 瓦斯抽放率重新选定风 量 从 11 月至 2001 年 4 月这段时间 该面的配风量一直比较稳定 开采过程证明风量是合理的 既控制了综放面瓦斯超限次数 又控制了采空区煤炭的氧化自燃 上隅角处 co 浓度控制在 30 10 6 以下 保证了安全生产 2 实行均压通风 减少采空区瓦斯涌出 具体作法一是根据 实际需要 工作面由前期配风 1940 m3 min 调整为 1500 m3 min 左右 这一措施的实施不是简单的放风 而是在回风下 山设立一组调压风门 实行增阻开区均压 在该采面进 回风 巷间压差基本不变 此端压差受中央风机网络决定 的情况下 通过设置的均压设施 减小了工作面采空区上 下端头间压差 从而减少了采空区的漏风 二是在综放工作面上 下隅角进行 充填 对采空区漏风支路实施增阻措施 及时收作 落架 放 煤 在上 下隅角处采用塑料纺织袋装煤矸进行码放连续充填 要求墙垛与综放支架后梁一致 墙垛与上 下风巷间成 110 钝 角或圆弧形 不至于形成通风死角或涡流区 以利于风流很好 地扩散 紧贴在漏风源 下隅角 墙垛外增设挡风风幛 阻止 漏风 通过对实施该措施前后工作面风量的测定统计 未实施 该措施前采空区漏风量最大值为回风流的 40 实施措施后 漏风量有所减少 最大值为回风流的 25 该面采用此种方式 进行连续充填 在抽放正常情况下 较好地处理了上隅角处瓦 斯 使上隅角处瓦斯浓度一直在 2 以下 3 强化通风系统管理 确保系统稳定可靠 随着矿井东 西两翼开拓巷道的延伸 巷道施工及贯通地点 次数 增多 矿井系统配风量亦需不断进行调整 我们对每次调风及风量的 增减 均及时地进行了区域性均压技术测定 并对该处的均压 通风系统进行调整 确保风量移定 风压合理 正常时做到 每周一次 特别情况时随时测定工作面风量 并把测风结果记 入工作面测风牌板上 以掌握其变化 经常检查均压风门及 控制风门的密闭质量 杜绝损坏 确保设施完好 控制风门始 终闭锁 对均压系统稳定有影响的两个溜煤眼严禁放空 4 施工顶板走向钻孔抽放采空区瓦斯 顶板走向钻孔抽放瓦 斯在淮南矿区是一项成熟的技术 即沿走向在煤层顶板往采空 区上方 即裂隙带 内打钻 通过钻孔抽放采空区顶板裂隙带 冒落空间及经过充填封堵在采空区中积存的高浓度瓦斯 减少 从上隅角一带向工作面大量涌出瓦斯 通过对该面 9 个钻场 62 个钻孔 包括连孔 的抽放情况的考察 基本掌握了适合张集 矿的顶板走向钻孔设计技术参数 终孔位置确定为煤层顶板 16m 钻孔接替抽放的距离为 30m 钻场间距为 80m 每 个钻场布孔 5 个 5 其它瓦斯治理措施 上隅角处增设专职测气员 上隅 角处悬挂 ch 4 便携仪 一旦 ch4 2 立即停止工作 上隅 角处设置一道导风帐或导风板 尽量让工作面风流改变方向靠 近上隅角 局部积聚瓦斯很小的空间采用高压水射流带走瓦斯 后部链板机及时拉走余煤 增加通风断面 对上隅角一带上风 巷外帮瓦斯积聚微小空间亦进行充填 工作面过钻场前 由 于钻场受超前应力影响 会引起煤体破裂 向钻场内涌出瓦斯 抽放管路撤除后 在扩散通风不理想时 该处极易积聚瓦斯 于是在钻孔撤除前钻场接上木垛 尽量减少钻场受损 在瓦斯 浓度较大 但低于 1 5 时 采用高压水射流冲走积聚瓦斯 在 工作面方向用长钎子向钻场内掏孔 利用负压通风带走瓦斯 补打巷帮边孔 正常时前后两钻场钻孔能保证较好地接替 均匀抽放瓦斯 但