2023年《安全技术》之采煤工作面上隅角瓦斯治理.docx

采煤工作面上隅角瓦斯治理 鸡西矿业集团杏花矿东一采区23#右六采面走向长度1 200m，平均倾斜长度170m，煤层厚度2.0m，煤层倾角8°～10°。该采面瓦斯绝对涌出量17m3/min，采面配风量1 000 m3/min，在回采过程中，随着支架的回撤，采空区上覆岩层的跨落，邻近层以及围岩、煤柱受采动压力的影响，大量的瓦斯涌入采空区，造成上隅角和上巷回风瓦斯超限。根据矿井的供风情况，不可能用风量将瓦斯排出，采面回采无法进行，针对这种情况，杏花矿采取了以下方法进行了瓦斯治理。 1 上隅角瓦斯治理 1.1 风幛法 在末排柱从上巷上帮沿工作面向下设一档风幛，然后将抽排管伸入上隅角采空区里，管口对准高瓦斯点进行抽放。此法操作简单易行，在开采初期，瓦斯涌出量相对较小时，采用此法可取得一些临时效果。但存在以下问题：首先风幛无法完全封严，漏风严重，抽排瓦期浓度低；其次每一循环都需进行移风幛 ，缩抽排管工作，这期间上隅角瓦斯大量涌出，造成回风流瓦斯超限，危险次数增加。而且风幛与上巷相交的转角处，瓦斯经常超限，必须再设一道引风幛，将风流引向转角处，冲淡瓦斯，两道风幛的安设与现场施工相混杂，对施工不利（见图1）。 　　 图1 风幛排瓦斯示意 1.2 留煤柱 由于风幛法存在着漏风大，抽排瓦斯浓度低，风幛 移动频繁，危险时机增加的缺点，为了增加平安可靠性，又采用了留煤柱法。具体方法是在工作面上部距上巷3～5m，平行上亿每间隔15m掘一条新上巷，与老上巷贯穿形成新出口。之后，将老出口里面的设备、管路、支架回收，迅速在新出口靠采空区侧施工永久密闭，并将Φ200mm瓦斯抽排管路严密砌在密闭里。管口距密闭2m左右。要求密闭必须封堵严密，然后就可以进行抽排（见图2）。 　　 图2 留煤柱抽瓦斯示意 由于密闭容易封堵严实，漏风量减少，抽放浓度到达15％以上，采用两台泵抽放，每台泵抽出瓦斯10.5 m3/min，将回风瓦斯降到0.75％以下，保证了采面正常回采。但依然存在缩抽排管砌密闭期间，回风瓦斯超限的问题，只是次数比风幛法减少，另外工作面停产送巷道，直接经济损失大。 2 顶板抽放法 为了克服上隅角抽放法缩抽排管期间瓦斯超限的弊端，减少送巷道损失的回采量，恢复正常的生产秩序，又采用了顶板钻孔抽放法。 利用顶板走向钻孔抽放瓦斯，实际上就是通过抽放泵产生的负压来改变采空区的瓦斯流向，使采空区瓦斯由上隅角及通过冒落带、裂隙带由钻孔抽出，从而减少上隅角的瓦斯涌出，到达降低上隅角及回风流瓦斯浓度的目的。 钻场布置在距煤层顶板10m，每个钻场布置5个钻孔，孔径为Φ91mm，孔深100m，钻场间距80m，钻孔终端距煤层顶板15m，钻孔终端距上巷水平距控制在20m以内，将钻孔口用钢管聚铵脂封好，安上抽排管路即可开始抽放（见图3）。抽放效果：顶板5个钻孔，用单台泵抽放时，每个钻孔瓦斯浓度一般在10%～70％，抽出瓦斯量大于12 m3/min，比用双台泵抽上隅角效果好， 　　 　　图3 顶板钻孔抽放示意 且与工作面生产互不影响，有效解决了采面上隅瓦斯积聚问题。