應用臨時瓦斯抽放泵站治理工作面上隅角瓦斯

薛張荔，蘇育蛟

(晉城煤業(yè)集團 寺河煤礦二號井，山西 晉城 048019)

抽采瓦斯是防治煤礦瓦斯災害最有效的措施之一，而瓦斯泵站抽采是實現(xiàn)有效瓦斯抽采的首要條件[1-3]. 上隅角瓦斯?jié)舛瘸拗萍s著煤礦的開采效率[4]，回采工作面上隅角瓦斯等有毒有害氣體濃度超限，給綜采工作面的正常回采帶來嚴重影響[5]，解決上隅角瓦斯?jié)舛瘸薜姆椒ㄝ^多，但都不能在根本上解決這一問題。利用臨時瓦斯抽排泵站治理上隅角瓦斯的原理為：利用臨時瓦斯抽排泵站系統(tǒng)的負壓作用，改變回采工作面上隅角風流的流動方向，使回采工作面上隅角的風流向采空區(qū)深部流動，匯集到抽排系統(tǒng)的管口后被抽走，達到降低上隅角瓦斯的目的。本文將臨時瓦斯抽放泵站治理工作面上隅角瓦斯技術(shù)應用于晉城煤業(yè)集團寺河煤礦二號井94313綜采工作面，以期達到對上隅角瓦斯治理的效果。

1 工程概況

寺河煤礦二號井四盤區(qū)94313綜采工作面所采煤層為9#煤，工作面平均采高1.3 m. 工作面直接頂為3.9 m厚粉砂巖，基本頂為5.30 m厚細砂巖，直接底為3.50 m厚砂質(zhì)泥巖，基本底巖性為3.00 m厚細砂巖。4313綜采工作面采用“兩進一回”的通風方式：943131巷、943133巷為進風巷，943132巷為回風巷，見圖1.

圖1 94313綜采工作面布置圖

該綜采工作面上隅角瓦斯的含量較高，嚴重影響工作面的安全回采作業(yè)，為提高工作面的安全、回采效率，采用新的技術(shù)以降低工作面上隅角瓦斯的含量是很有必要的。

2 上隅角瓦斯聚集原因及治理方式

引起上隅角瓦斯?jié)舛瘸薜囊蛩兀哼M風風流在工作面上隅角臨近煤壁與采空區(qū)區(qū)域，運移速度較慢，且產(chǎn)生渦流，使采空區(qū)的瓦斯涌出后不能及時全部進入主風流中，在上隅角處發(fā)生積聚；上隅角在靠近切頂?shù)奈恢么嬖诰植课L區(qū)，瓦斯因不能及時擴散而產(chǎn)生聚集[6]；工作面上隅角處兩端的風流速度不一致，若上隅角處兩端無速度差，則瓦斯將發(fā)生積聚[7].

目前治理工作面上隅角瓦斯超限的方法較多，大致有[4,8-10]：設置上隅角臨時擋風簾；增大回采工作面風量；設置采空區(qū)風幛；采煤工作面回風巷安設風、水引射器；安設專用抽排風機；建立采煤工作面尾排系統(tǒng)；三相泡沫(水、灰、氮氣)擠上隅角瓦斯；改變通風方式等。

臨時瓦斯抽放泵站治理工作面上隅角瓦斯技術(shù)，即在回采工作面后方橫川密閉墻上埋管和前方橫川插管，通過井下臨時瓦斯抽排泵站系統(tǒng)的負壓作用，來改變回采工作面上隅角風流的流動方向，使回采工作面上隅角的風流向采空區(qū)深部流動，匯集到抽排系統(tǒng)的管口后被抽走，達到降低工作面上隅角瓦斯的目的。

3 泵站布置及設備

寺河煤礦二號井四盤區(qū)臨時瓦斯抽放泵站布置在距離94315回采工作面停采線35 m新建硐室內(nèi)，系統(tǒng)設計抽排放規(guī)模為200 m3/min，系統(tǒng)選用2臺ZJW500煤礦用濕式羅茨真空泵，額定抽氣量546.4 m3/min，轉(zhuǎn)速590 r/min，電機功率為400 kW，正常生產(chǎn)時一臺工作一臺備用。抽排放系統(tǒng)布置兩套管路，一為進氣管路，由工作面后方橫川密閉墻上埋管路及前方橫川插管路，經(jīng)943131巷正前密閉通過94102西巷安裝至臨時瓦斯抽放泵站；一為排氣管路，自臨時瓦斯抽放泵站安裝至94102西巷943132巷口下風側(cè)15 m處。

設備包括ZJW500煤礦用濕式羅茨真空泵，GJH100G進氣紅外甲烷傳感器，QTH500進氣一氧化碳傳感器，CGWZ-100(A)-Z進氣管道瓦斯氣體綜合參數(shù)測定化全機，CGWZ-100(A)進氣管道瓦斯氣體綜合參數(shù)測定儀，KXB18聲光報警器，GK75 L電機開停傳感器，GWD80電機水溫傳感器，LC2-30真空泵冷卻器，QJGZ-200/1000(6)礦用隔爆兼本質(zhì)安全型高壓真空電磁啟動器，GLW25/10礦用隔爆型渦輪流量傳感器。

4 應用及效果分析

臨時瓦斯抽放泵站治理工作面上隅角瓦斯技術(shù)在寺河煤礦二號井四盤區(qū)94313綜采工作面進行工程試驗，并對上隅角瓦斯?jié)舛冗M行觀測、記錄，連續(xù)觀測30 d，每天的平均瓦斯?jié)舛纫妶D2.

圖2 每天平均瓦斯?jié)舛茸兓€圖

由圖2可以看出：采用臨時瓦斯抽放泵站治理工作面上隅角瓦斯技術(shù)后，工作面上隅角瓦斯?jié)舛染?.9%以下，取得了良好的效果，達到國家規(guī)定的瓦斯?jié)舛龋Ｕ狭斯ぷ髅娴恼；夭?，消除了工作面瓦斯上隅角事故隱患。

臨時瓦斯抽放泵站治理工作面上隅角瓦斯技術(shù)降低了綜采工作面上隅角瓦斯的濃度，有效防止了回風巷中瓦斯?jié)舛瘸?，消除了瓦斯隱患；該技術(shù)改變了原上隅角瓦斯治理的施工技術(shù)，降低了人力物力，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

5 結(jié) 論

臨時瓦斯抽放泵站治理上隅角瓦斯技術(shù)在寺河煤礦二號井94313綜采工作面的實驗非常成功，該技術(shù)有效降低了綜采工作面上隅角瓦斯的濃度，保證了工作面的快速回采，消除了瓦斯隱患，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益，并為今后在類似條件下治理上隅角瓦斯提供了一定的借鑒作用。

參 考 文 獻

[1] 賈曉亮. 井下大型固定式瓦斯抽采泵站設計與應用[J].能源與環(huán)保,2017,39(7):148-151,156.

[2] 劉殿福,趙鵬翔.高瓦斯傾斜煤層綜放工作面抽采瓦斯技術(shù)[J].煤礦安全,2016(9): 67-70.

[3] 袁 亮.卸壓開采抽采瓦斯理論及煤與瓦斯共采技術(shù)研究[J].煤炭學報,2009,34(1): 1-8.

[4] 華明國,傅國庭.上隅角定向拖管技術(shù)在瓦斯抽采中的應用[J].煤礦安全,2016,47(6):144-146.

[5] 楊 真,張世明.綜采工作面上隅角瓦斯治理技術(shù)實踐[J].煤炭科學技術(shù),2015(43):86-88,119.

[6] 孫福龍.均壓通風技術(shù)在高瓦斯易自燃煤層開采中的應用[J].能源技術(shù)與管理,2014(3):49-51.

[7] 劉湘杰.上隅角瓦斯治理中均壓通風技術(shù)應用研究劉湘杰[J].能源與節(jié)能,2016(11):23-24,26.

[8] 賀光會.綜采工作面上隅角瓦斯治理方法在寺河礦的應用[J].煤礦現(xiàn)代化,2017(5):25-27,30.

[9] 楊文政.斜溝煤礦大采高綜采面上隅角瓦斯治理技術(shù)應用[J].煤炭科技,2017(2):190-192.

[10] 高新平.綜采工作面上隅角瓦斯治理技術(shù)研究[J].煤炭與化工,2015,38(38):97-98,101.