回采工作面上隅角瓦斯涌出異常與防治對策

史鵬飛（山西東莊煤業(yè)有限公司，山西長治 046308）

回采工作面上隅角瓦斯涌出異常與防治對策

史鵬飛
（山西東莊煤業(yè)有限公司，山西長治 046308）

回采工作面上隅角是井下局部瓦斯積聚最為嚴重的部位。目前，瓦斯治理技術(shù)上的上隅角瓦斯積聚問題始終不能得到解決，對井下安全生產(chǎn)狀況構(gòu)成極大威脅。針對瓦斯常見問題，通過研究采取采空區(qū)、上隅角抽放，上隅角封堵等措施，有效解決了瓦斯問題，實現(xiàn)了安全高效生產(chǎn)。

上隅角；瓦斯涌出；抽放

在我國絕大多數(shù)煤礦采煤工作面采用的是“U”型通風方式。這種通風方式有兩種情況，也就是說進入工作面的風流分兩部分，一部分沿工作面流動；另一部分進入采空區(qū)，在采空內(nèi)部沿一定流線的方向流動，在工作面的后半部分，進入采空區(qū)的風流逐漸返回工作面。采面上隅角靠近煤壁和采空區(qū)側(cè)，風流速度很低，局部處于渦流狀態(tài)。這種渦流使采空區(qū)涌出的瓦斯難以進入到主風流中，從而使高濃度瓦斯在上隅角附近循環(huán)運動而聚集在渦流區(qū)中，形成了上隅角的瓦斯超限。回采工作面上隅角是礦井局部瓦斯積聚最為嚴重的部位。

由于目前瓦斯治理技術(shù)上的缺陷，上隅角瓦斯積聚問題始終不能得到徹底的根除，對井下安全生產(chǎn)狀況構(gòu)成極大威脅。隨著采煤機械化程度的提高，回采工作面產(chǎn)量不斷提高，回采工作面上隅角瓦斯積聚問題顯得更加突出，并且已經(jīng)成為煤礦安全生產(chǎn)的一個重大隱患。

1　工作面瓦斯涌出異常情況的分析

以東莊煤礦工作面為例，截止2015年1月17 日8點班，采面進風巷共推進280.2 m，回風巷共推進280.8 m。采面配風量2 156 m3/min，外口瓦斯平均濃度0.39%，上隅角瓦斯?jié)舛?.0%；瓦斯涌出總量17.74 m3/min，其中：風排瓦斯量8.41 m3/min，抽放瓦斯量9.33 m3/min。具體情況如表1所示。

從表1可以看出：2015年1月7日-1月16日采面風量基本無變化，外口平均瓦斯?jié)舛冗_0.39%（過低抽巷前外口平均瓦斯0.18%），增大了0.21%；采面的風排瓦斯量8.41 m3/min（過低抽巷前采面風排瓦斯量4.02 m3/min），上升了4.39 m3/min；抽放總量14.17 m3/min（過低抽巷前瓦斯抽放量12.08 m3/min），上升了2.09 m3/min；采面平均瓦斯涌出總量19.32 m3/min（過低抽巷前瓦斯涌出總量15.51 m3/min），上升了3.81 m3/min。

表1　采面瓦斯涌出情況表

2　異常情況原因分析

2015年1月10日該采面推進至268.1 m時，采空區(qū)瓦斯抽放濃度由9.54%上升至12.53%；抽放量由11.81 m3/min上升至14.32 m3/min；風排瓦斯量由4.02 m3/min上升至4.46 m3/min。1月12日-1 月15日，采面瓦斯涌出總量平均19.32 m3/min（進入低抽聯(lián)巷前15.51 m3/min），上升了3.81 m3/min。具體分析結(jié)果如下：

1）從瓦斯來源上分析。a.在采面風量一定的情況下，正常出煤期間采面煤墻側(cè)瓦斯普遍在0.2%左右，且變化不大，因此瓦斯主要來源于采空區(qū)。b.由于煤層層間距小，易導致采空區(qū)瓦斯?jié)舛仍龃?。c.從1月13日-1月17日采面未進行回填作業(yè)，采空區(qū)大量空間未進行回填，有利于導致采空區(qū)聚集的瓦斯涌出。

2）從瓦斯涌出總量上分析。a.1月8日-1月9日采面推進至265 m~268 m時，瓦斯涌出總量15.68 m3/min；1月10日-1月15日采面推進至272 m~281 m時，瓦斯涌出總量為19.66 m3/min。主要原因為隨著采空區(qū)暴露面積的增大，在風量、抽放負壓不變的情況下，必然導致采面瓦斯涌出量的增大。工作面瓦斯涌出量隨推進度變化見圖1。b. 1月7日-1月16日采面配風量基本無變化，抽放量占采面瓦斯涌出比例由正常的76%下降至66%，外口瓦斯?jié)舛瘸霈F(xiàn)明顯增大的現(xiàn)象。

圖1　工作面瓦斯涌出量隨推進度變化圖

3　應(yīng)對措施

1）采面調(diào)整盡快降低采高，減少或封堵最后6架頂梁和頂板之間的通道，使瓦斯滯留在采空區(qū)上隅角，以便用瓦斯抽放。

2）調(diào)整采面傾斜度，使采面最后一支架進入采面而不位于回風巷道內(nèi)，進而增大上隅角的斷面，有利于瓦斯抽放。

3）將后部擋風障向采面機頭方向延伸2架-3架，將老塘和后部運輸通道隔離開來，提高瓦斯抽放濃度。

4）上隅角封堵墻必須按照要求5 m一道，必須封堵嚴實，減少采空區(qū)內(nèi)的瓦斯外溢。

5）加強采空區(qū)深部抽放管路的檢查和放水力度，保證抽放系統(tǒng)通暢；并排查回風巷內(nèi)老鉆孔的瓦斯情況，發(fā)現(xiàn)有瓦斯涌出的及時聯(lián)網(wǎng)抽放。

6）按周期對采面布置瓦斯、風量測點，根據(jù)測量結(jié)果，分析總結(jié)綜采面風量大小與采空區(qū)瓦斯涌出量大小的規(guī)律，確保風壓相對平衡。

4　結(jié)束語

采取了以上措施后，采面實現(xiàn)了安全、高效生產(chǎn)，有效解決了上隅角瓦斯積聚和超限問題。為今后其他煤礦瓦斯安全生產(chǎn)提供了有力的依據(jù)。

（編輯：武曉平）

Abnormal Gas Emission and Control Measures in Upper Corners of Mining Face

SHI Pengfei
（Shanxi Dongzhuang Coal Co.,Ltd.,Changzhi 046308,China）

As the worst part of local gas accumulation,the upper corners of mining face severely threaten the safe production in the coal mine.The research on gas extraction of gob and upper corners, sealing upper corners,and other control measures effectively solves the gas problem,which could realize the safe and efficient production in the mine.

upper corners;gas emission;extraction

TD712

A

1672-5050（2016）02-0043-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.02.014

2015-12-24

史鵬飛（1981-），男，山西長治人，大學本科，助理工程師，從事煤礦開采工作。