2023年《安全技术》之高瓦斯综放工作面煤矿瓦斯综合治理方法浅谈.docx

高瓦斯综放工作面煤矿瓦斯综合治理方法浅谈 实现矿井高效集中生产，是目前矿井开展的主要模式，关键是采用一次采全高综采放顶煤开采方法。由于瓦斯治理的难度，该采煤方法在高瓦斯矿井中的推广应用带还是受到了很大限制。采用顺层预抽与风排相结合的瓦斯综合治理方式， 有效解决了高瓦斯矿井采用一次采全高综采放顶煤开采的难题。靖远煤业公司大水头煤矿应用该技术在东103综放工作面瓦斯治理取得了良好的成效，实现了平安高效生产。 1 概述 靖远煤业公司大水壮举煤矿是一对年产能力为150万t的高产高效矿井。井田位于靖远煤田的中部，大宝向斜的南翼，走向长8.9km，倾斜宽2.5km，面积14.4km2。煤田属侏罗系中下统窑街组，可采煤层为一层煤，厚度0.23~37.78m，平均厚度13.06m由于受祁连车造山运动和井田大断层控制，井田内次生构造发育，派生小断层随处可见。煤层节理裂隙发育，煤质松软破碎，平均瓦斯含量12.0m3/t，自然发火期3~4个月，属容易自燃煤层，矿井为高瓦斯矿井。 东103综放工作面走向长1632m，倾斜宽120m，地质储量281.2万t，采用走向长壁综合机械化低位产项煤一次采全高全部垮落法开采，于2023年3月1日投入试生产。区域内煤层赋存稳定，结构单一，平均煤厚10.5m ，倾角0°~9°。工作面地质构造极为复杂。工作面开采采用综采放顶煤一次采全高技术，全部垮落法管理顶板，巷道支护采用无钢带锚网支护，工作面通风设计为“一进二回〞的“B〞型通风方式，瓦斯排放巷沿煤层顶板布置，超前探测地质，主要排放瓦斯，回风、运输顺槽均沿煤槽均沿煤层底板布置。 东103工作面北邻腰水背斜轴部，南依F40断层，花尖子向斜穿工作面，根据已揭露资料，工作面内地质构造极其复杂，共揭露落差在2~6m的断层6条，煤层煤质松破碎，瓦斯含量高，压力大，在掘进施工中曾屡次发生瓦斯涌出异常现象。2023年10月3日凌晨3：24，在施工回风顺槽至1308m处，该段处于花尖子向斜构造影响带，并存在大量的伴生小断层，且煤体比较松软，节理发育，呈斜交状，综掘机切割头割左帮顶煤时，煤爆声增大且随之发生大量冒顶，工作面煤尘飞扬，能见度极低，当时回风流瓦斯浓度最高达7%，瓦斯超限持续103min，冒落形成直径2~3m、高约6m的形似圆柱体的孔洞，孔洞轴线斜交左帮70°。冒落煤炭为煤渣煤、沫煤，无明显分选现象，冒落煤炭将综掘机埋没，后部煤炭按自然安息角堆积。经计算，瓦斯涌出量达1418m3（不包括期间正常瓦斯涌出量），冒落煤炭43t。瓦斯异常不但给工作面准备期间掘进带来困难，更主要的是给工作面回采期间带来了管理难度。 2采取的平安技术措施 2.1 抽放措施 因东一采区为全煤巷开拓布置，瓦斯抽放工作只能采取顺层抽放。东103工作面掘进800m左右时，制定了东103工作面瓦斯防治补充措施，确定了瓦斯掘前预抽，边掘边抽与长、短距离超前瓦斯释放钻孔相结合的综合瓦斯防治措施。 （1）加大瓦斯抽放工作力度。主要采取巷道抽放，顺煤层平行上、下向布孔和顺层扇形层位重叠布孔联网抽放，单孔流量0.022~0.045m3/min，抽放浓度36%~42%。瓦斯排放巷、回风顺槽每隔60m各施工1个钻场，排放巷场布置9外钻孔，其中向回风顺槽呈扇形均匀布置7个，向排放巷掘进方向布置2个,回风顺槽钻场向运输顺槽方向呈扇形均匀布置7个钻孔，施工结束后及时连网抽放，以预抽掘进面前方煤体瓦斯、释放瓦斯压力。为了到达掘进工作面瓦斯抽放的效果，瓦斯排放巷至少有1个抽放钻场超前于回风顺槽掘进面，沿排放巷掘进方向的钻孔必须超前排放巷排进面20m，回风顺糟至少有1个抽放钻场超前于运输顺槽掘进面，瓦斯抽放钻孔布置详见图1。 图1 东103工作面瓦斯抽放钻孔布置示意 （2）施工超前瓦斯释放钻孔。掘进面施工长距离瓦斯释放钻孔孔径不小于75mm，长度不小于60m，平行于巷道施工方向施工，钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于3m，钻孔应控制到巷道断面轮廓线外2m，钻孔数量均为6个。长距离超前钻孔的数量必须保证在4个以上，超前工作面平安距离不得少于20m，短距离超前钻孔要保证每掘进循环施工1次，即保证平安距离不小于2m。 （3）采取防突措施后，用WTC瓦斯突出参数仪进行措施效果检验。 2.2 采用新型B型通风方式 治理综放面特大瓦斯涌出危害的根本措施首先是要抑制经放面瓦斯涌出源的瓦斯涌出，减少工作面瓦斯涌出总量。在次要控制采空区及高顶瓦斯的运移，通过排放巷排出，以降低工作面上隅角、高顶、支架尾部和回风顺槽瓦斯浓度。因此，采用新型B型通风技术，进行工作面通风系统调整，到达降低工作面瓦斯浓度的目的。瓦斯排放巷的作用是排出采空区及高顶区高浓度瓦斯，B型通风联络巷的作用是配入一定量的新鲜风，来稀释瓦斯排放出的高浓度瓦斯，确保总回风巷瓦斯浓度不超限，工作面B型通风系统示意图见图2。 图2 东103工作面巷道布置及构造分布平面示意 3措施实施后的效果 “10.3〞瓦斯异常现象发生后，我们严格地贯彻落实大水头矿井东103工作面掘进后期防治煤与瓦斯突出措施，经过综合治理，掘进中煤爆声减小，瓦斯异常现象消除，实现了平安快速掘进，按期完成该工作面全部掘进工程。