一、面概况
111019综采工作面位于月亮田矿南一采区南翼, 属近距离煤层群开采首采层, 上履为6#煤层, 煤厚平均2.6m, 6#层与10#层垂距20m;下履为12#层 (突出煤层) , 煤厚平均3.2m, 12#层与10#层垂距为18m。该面布置在10#煤层中, 煤厚平均为1.5m, 煤层倾角平均为9o。该工作面距地表垂深为635.8~777.0m, 从回采开始到结束, 该面瓦斯涌出在7.25m3/min~94.58m3/min范围内, 开采期间主要瓦斯来源于上下临近煤层。其通风方式为U型全负压通风, 采煤方法为走向长壁后退式回采, 采煤工艺为综合机械化采煤, 全部垮落法管理顶板。
二、面瓦斯治理方案
(一) 风排:
工作面配风量为1200m3/min~1550m3/min;其风排瓦斯为6.40m3/min~10.80m3/min (回风风流瓦斯浓度在0.94%以下) 。
(二) 上隅角留管抽放:
上隅角敷设两趟Φ250mm瓦斯抽放管, 从切巷上隅角往外每隔30m安设一个三通, 抽出瓦斯纯量为3.0m3/min~10.68m3/min (抽放混合量为26.2m3/min~79.00m3/min, 抽放浓度为2%~14%) 。
(三) 本煤层钻孔抽放:
即在工作面运输巷、回风巷煤壁从设计停采线往里按每隔2m施工一个本煤层钻孔直至切巷, 该钻孔在巷道掘进时进行施工, 每个钻孔施工结束后立即联网进行预抽, 本煤层钻孔在预抽初期瓦斯浓度为60~100%, 工作面回采后本煤层钻孔停止抽放。
(四) 高位抽放巷抽放:
即在上临近层6#煤层靠回风侧布置一条断面为5.5m2的高位瓦斯抽放巷, 该巷与工作面回风巷的水平投影距离和法线距离分别为17.5m和20m (见图一) 。在高抽巷开口点往里3~10m巷道顶板完好段设置密闭, 并在密闭内安设2趟Φ350mm瓦斯抽放管进行抽放, 抽出瓦斯纯量3.88m3/min~81.92m3/min (抽放混合量为145m3/min~195m3/min, 抽放浓度为2%~45%) 。
三、经验总结
(一) 回采过程中瓦斯来源分析。
1、经过现场实测, 111019综采工作面老顶初次来压前平均瓦斯涌出量为7.1 m3/min, 本煤层瓦斯涌出量伴随着风流排出地面, 只能靠通风的方法解决。2、随着工作面的向前推进, 采空区的顶板开始活动, 工作面的瓦斯涌出量逐步增加, 顶抽巷抽放瓦斯纯量由3.68m3/min增加到94.58m3/min[瓦斯浓度由2%上升到47% (见图二) , 随后顶抽巷瓦斯浓度保持在35%左右, 抽放负压在20~45mmHg (顶抽巷抽放混合量在180m3/min左右) ]。
通过对111019采面回采期间顶抽巷瓦斯浓度的现场实际观察, 顶抽巷抽放瓦斯浓度从初采开始逐步升高, 最后达到峰值 (47%) 后逐步下降稳定在35%左右。初采期间的抽放量根据瓦斯浓度变化情况进行逐步调整, 然后保持在一个稳定值, 对提高采面抽放率有一定的作用。
(二) 抽放负压对对抽放的影响。
1、通过调整顶抽巷和上隅角抽放负压, 观察回采期间顶抽巷和上隅角的抽放参数发现, 抽放负压的提高, 抽放量相应的增加, 但当抽放负压达到一定值后抽放量不再增加反而降低, 抽放瓦斯浓度也相应的降低。造成抽放浓度降低的原因是受开采层的采动影响, 顶抽巷与采空区存在裂隙通道, 采空区瓦斯通过裂隙通道经顶抽巷抽出, 但当顶抽巷抽放量增大到将采面采空区瓦斯大量抽出后, 顶抽巷抽放瓦斯浓度降低;上隅角抽放负压的提高, 抽放量相应的增加, 抽放量增加到一定值后, 上隅角风流直接向采空区流动, 抽放浓度降低。因此顶抽巷和上隅角合理抽放量是大于或等于采空区瓦斯补给量 (采空区瓦斯涌出量是一个衡定值) , 抽放量不宜随意增大, 故抽放负压也应是一个合适的值。2、提高顶抽巷抽放负压时, 由于顶抽巷密闭漏气量增加也是造成高负压抽出低浓度瓦斯的另一主要原因;对于提高上隅角抽放负压, 抽放量的增大会产生将采面风流吸入上隅角采空区, 也是造成上隅角留管时, 抽放负压高时瓦斯浓度降低的主要原因。
(三) 瓦斯治理总结。
1、回采期间抽放:该面回采期间采取上隅角留管和顶抽巷埋管抽放, 顶抽巷主要是抽放上临近层 (6#煤层) 裂隙带和采空区本煤层及下临近层 (12#煤层) 涌向采空区的瓦斯, 提高顶抽巷抽放量直接作用是减少采空区向工作面和上隅角的瓦斯涌入, 同时减小采面用风。2、如果将顶抽巷的抽放量进一步增加, 顶抽巷抽放将改变上隅角的风流流向, 即可将上隅角抽放停止, 同时大大减少采空区向工作面的瓦斯涌入。3、本煤层钻孔预抽:是减小回采期间回风流瓦斯浓度最有效的措施和防突措施, 在生产过程中必须落实好本煤层钻孔区域性预抽瓦斯。4、风排瓦斯:风排瓦斯的方法已不适应突出矿井治理瓦斯的安全生产, 所以建议采面回采过程初期观察采面的风排瓦斯量来确定回采期间采面用风量, 这样既可合理利用风量, 还可以增加矿井及井下工作人员的安全系数。
四、经验及教训
(一) 采面通风断面较小, 而采面风速过大, 导致增加采面风流流经采空区, 将采空区瓦斯带到上隅角, 很容易在采面上隅角积聚瓦斯, 因而上隅角需增加抽放量来防止采面上隅角和采面回风流瓦斯超限。
(二) 上隅角抽放瓦斯浓度不高, 浪费抽放资源, 不适应安全高效矿井的发展要求。
(三) 由于采面上隅角属于半封闭式抽放, 对于半封闭式抽放来说需大管径, 低负压。采面上隅角使用10寸抽放管, 应将上隅角抽放管管径增大到14寸。
(四) 采面通风断面较小, 而采面风速过大, 在割煤时煤尘容易飞扬, 造成工作环境较差, 同时煤尘飞扬不利于生产安全。
摘要：主要介绍月亮田矿111019综采工作面瓦斯涌出情况和该工作面回采期间的瓦斯治理技术及取得的成功经验。
关键词：近距离煤层群,综采工作面,瓦斯治理,经验
参考文献
[1] 张国枢.通风安全学.徐州:中国矿业大学出版社, 2000.
[2] 周英.采煤概论.北京:煤炭工业出版社, 2006