康家灘煤礦88201綜采工作面瓦斯涌出

1、 康家灘煤礦88201綜采工作面瓦斯涌出 康家灘煤礦是神華集團(tuán)神東公司所屬的大型出口煤基地之一，生產(chǎn)力量8Mt/a，礦井現(xiàn)有一個(gè)綜采面和三個(gè)連采掘進(jìn)面。目前，88201綜采面的生產(chǎn)力量為7Mt/a左右，屬高產(chǎn)高效工作面。煤層瓦斯含量為1.91m3/t，但由于綜合機(jī)械化程度高，開(kāi)采強(qiáng)度大，產(chǎn)量集中，采面生產(chǎn)過(guò)程中，瓦斯涌出量較大，常常造成下隅角和回風(fēng)瓦斯超限。因而，在88201綜采面的回采過(guò)程中，我們對(duì)其瓦斯涌出規(guī)律及來(lái)源進(jìn)行了分析，并有針對(duì)性地實(shí)行了各種防治措施，從而保證了88201綜采工作面的正常回采。 1、試驗(yàn)工作面概況 88201綜采工作面位于康家灘礦井田中北部的二采區(qū)，工作面走向長(zhǎng)28

2、30m，推動(dòng)長(zhǎng)度2667m，傾斜長(zhǎng)240m，所采煤層為8#煤層，煤層平均厚度為5.36m，設(shè)計(jì)采高3.5m，容重1.47t/m3，可采儲(chǔ)量3.2932Mt。工作面月生產(chǎn)力量為66萬(wàn)噸。 工作面所開(kāi)采的8#煤層總體為簡(jiǎn)潔型的寬緩背斜構(gòu)造，北翼走向5o15o，傾角2o3o，軸部煤層走向0o，傾角4o，南翼走向170o185o，傾角5o6o，回風(fēng)順槽有四條小斷層，膠帶幫助運(yùn)輸順槽有三條小斷層，開(kāi)切眼以南800m范圍內(nèi)有二組大型裂隙帶。 工作面原設(shè)計(jì)為下輔運(yùn)順槽和膠運(yùn)順槽進(jìn)風(fēng)，上巷單獨(dú)回風(fēng)，后考慮到工作面單巷回風(fēng)難以解決工作面回風(fēng)隅角及回風(fēng)巷瓦斯超限問(wèn)題，于是改為下行通風(fēng)方式，即工作面上輔運(yùn)順槽和膠運(yùn)

3、順槽進(jìn)風(fēng)，下輔運(yùn)順槽回風(fēng)，構(gòu)成兩進(jìn)一回通風(fēng)系統(tǒng)。其工作面布置及通風(fēng)方式如圖1所示。 2、綜采工作面瓦斯涌出規(guī)律及來(lái)源分析 88201綜采工作面自6月8日開(kāi)頭生產(chǎn)以來(lái)，受頂板初次來(lái)壓、周期來(lái)壓、采空區(qū)面積、地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響，工作面瓦斯肯定涌出量隨著回采距離的增加呈明顯上升趨勢(shì)。由圖2可以看出，隨著88201工作面的回采推動(dòng)，工作面肯定瓦斯涌出量由5m3/min始終上升到目前的4548m3/min；工作面采場(chǎng)瓦斯涌出量基本維持在510m3/min之間；而采空區(qū)的瓦斯涌出量最高時(shí)可達(dá)30m3/min。另外，由圖2可以看出，瓦斯涌出曲線中消失了幾個(gè)波動(dòng)性較大的峰值，經(jīng)調(diào)查分析，工作面每推動(dòng)120米

4、左右，采空區(qū)老頂來(lái)壓跨落，聯(lián)巷密閉壓裂壓壞，造成采空區(qū)瓦斯集中涌出，尤其是從尾排聯(lián)巷涌出的瓦斯量都在10m3/min左右。 88201綜采工作面采空區(qū)瓦斯涌出基本規(guī)律如下： （1）隨著采空區(qū)面積的擴(kuò)大，采空區(qū)瓦斯涌出也漸漸增大，并隨著老頂周期性來(lái)壓冒落，采空區(qū)瓦斯也周期性大量涌出，并呈上升趨勢(shì)，但增加到肯定值時(shí)，在開(kāi)采條件基本不變的條件下，采空區(qū)瓦斯涌出趨于緩和。 （2）88201工作面瓦斯涌出90%來(lái)源于本煤層，其中60%來(lái)源于采空區(qū)，20%來(lái)源于工作面割煤及運(yùn)輸過(guò)程，20%來(lái)源于巷道煤壁、浮煤涌出和邊界進(jìn)風(fēng)帶來(lái)的瓦斯。 （3）采空區(qū)瓦斯涌出的大幅度增加是造成綜采工作面回風(fēng)及尾巷瓦斯超限的主

5、要緣由。主要涌出點(diǎn)為尾排聯(lián)巷及其滯后的兩、三個(gè)聯(lián)巷。 3、88201綜采工作面瓦斯防治措施及效果 通過(guò)上面的分析，可知88201工作面的瓦斯主要來(lái)源于采空區(qū)，所以實(shí)行的主要措施就是削減采空區(qū)瓦斯涌出或者轉(zhuǎn)變采空區(qū)瓦斯涌出的地點(diǎn)。 (1) 利用"尾排'聯(lián)巷，降低回風(fēng)隅角瓦斯 濃度。 由于工作面的下隅角常常處于超限狀態(tài)，嚴(yán)峻地制約了工作面高產(chǎn)高效平安生產(chǎn)。為了保證回采工作面的平安高效生產(chǎn)，結(jié)合88201工作面的實(shí)際狀況，實(shí)行輔運(yùn)順槽與膠運(yùn)順槽之間的聯(lián)絡(luò)巷密閉滯后采面一個(gè)聯(lián)巷，形成一段"尾巷'，以解決下隅角瓦斯超限問(wèn)題。通過(guò)實(shí)行'尾巷'排瓦斯的措施

6、，從而使下隅角的瓦斯?jié)舛日莆赵?.0以下，有效地解決了工作面下隅角瓦斯超限問(wèn)題。 (2) 貫穿邊界尾巷 雖然'尾排'聯(lián)巷有效地解決了回風(fēng)隅角瓦斯超限問(wèn)題，但是還是存在'尾巷'后部瓦斯積聚及'尾排聯(lián)巷'出口周邊及回風(fēng)瓦斯超限問(wèn)題。即使采納了用局扇吹的方法，但是效果不太明顯。為了解決輔運(yùn)順槽 后部瓦斯積聚及回風(fēng)瓦斯超限問(wèn)題，實(shí)行了貫穿邊界尾巷的措施，邊界尾巷貫穿后，配風(fēng)量在1600m3/min左右，這一措施有效地解決了"尾巷'后部的瓦斯積聚。但由于下輔運(yùn)順槽頂板下沉、片幫嚴(yán)峻，為加強(qiáng)支護(hù)而使巷道有效通風(fēng)斷面削減導(dǎo)致尾巷配風(fēng)量削減到不

7、足1000m3/min，再加上邊界進(jìn)風(fēng)的瓦斯?jié)舛仍?.80.9，所以有效風(fēng)量較少，未能徹底解決'尾排聯(lián)巷'出口周邊及回風(fēng)瓦斯超限的問(wèn)題。尾巷貫穿后88201綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)如圖3所示。 (3) 實(shí)施瓦斯抽放 1采空區(qū)抽放 針對(duì)88201工作面的瓦斯涌出主要來(lái)源于采空區(qū)，所以實(shí)行了采空區(qū)瓦斯抽放這一治本的措施。采空區(qū)瓦斯抽放主要實(shí)行在聯(lián)巷內(nèi)密閉埋管（埋250的PE管）抽放方法，抽放泵采納撫順?lè)衷荷a(chǎn)的YD-型移動(dòng)泵（最大抽放量為40m3/min），共三臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用，目前瓦斯抽放濃度為1027，平均為14；抽放純量為815m3/min,平均為10m3/min。這一措施的實(shí)施取

8、得了明顯的效果，使工作面回風(fēng)的瓦斯?jié)舛冉档土?.20.3。實(shí)施采空區(qū)瓦斯抽放以來(lái)工作面中部及下隅角從未消失過(guò)瓦斯超限現(xiàn)象。 2本煤層預(yù)抽 由于康家灘煤礦及鄰近礦井均未對(duì)8#煤層進(jìn)行過(guò)本煤層預(yù)抽，8#煤層透氣性系數(shù)為2.34.7m2/Mpa2d，屬可以抽放煤層，因此我們?cè)?8201工作面回撤通道沿煤層布置了40個(gè)平行鉆孔，孔距5米，孔深100m，孔徑75mm，對(duì)本煤層進(jìn)行瓦斯預(yù)抽，預(yù)抽目的一是通過(guò)預(yù)抽降低回撤通道四周煤層瓦斯含量，以保證工作面平安回撤，二是為了試驗(yàn)本煤層預(yù)抽效果。通過(guò)對(duì)4#、9#、10#預(yù)抽鉆孔的各參數(shù)觀測(cè)分析，得出8#煤層瓦斯自然涌出量特征見(jiàn)下表： 8#煤層瓦斯自然涌出量特征計(jì)

9、算結(jié)果表 表1 衡量本煤層瓦斯抽放可行性的指標(biāo)主要有三個(gè)：煤層的透氣性、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、百米鉆孔瓦斯極限涌出量，依據(jù)上述指標(biāo)將煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類(lèi)如下表： 煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類(lèi)表 表2 由表1與表2對(duì)比可知：8#煤層從鉆孔流量衰減系數(shù)及煤層透氣性系數(shù)來(lái)判定為可以抽放煤層，而從百米鉆孔瓦斯極限抽放量來(lái)看屬較難抽放煤層，綜上所述康家灘煤礦8#煤層介于可以抽放與較難抽放之間。另從鉆孔不同時(shí)間內(nèi)瓦斯涌出總量及所占比例表（見(jiàn)附表3）可以看出，鉆孔抽放6個(gè)月后就幾乎枯竭，假如按預(yù)抽6個(gè)月的時(shí)間來(lái)考慮，百米鉆孔單孔平均抽放量為561m3，則工作面累計(jì)抽放量為： Q=40561=22440 m3

10、 工作面噸煤瓦斯抽放量q為：q=22440/（1002406.681.47）=0.095 m3/t 工作面抽放率為：=0.095/1.91100=5% 從上面的計(jì)算結(jié)果看出8#煤層預(yù)抽6個(gè)月的抽放率僅為5%，所以初步推斷8#煤層預(yù)抽效果不是很好，屬較難抽放煤層，要想取得好的抽放效果必需轉(zhuǎn)變鉆孔布置方式或?qū)嵭锌隙ǖ谋久簩訌?qiáng)化抽放措施。 (4) 加強(qiáng)巷道支護(hù)及聯(lián)巷密閉 實(shí)踐證明，采空區(qū)側(cè)聯(lián)巷支護(hù)強(qiáng)度不夠，采空區(qū)老頂來(lái)壓跨落，易使聯(lián)巷密閉壓裂壓壞，導(dǎo)致采空區(qū)瓦斯集中涌出，從而造成了工作面回風(fēng)瓦斯嚴(yán)峻超限。針對(duì)這一問(wèn)題我們一方面實(shí)行加強(qiáng)巷道及聯(lián)巷的超前補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)（打木垛及錨索、掛網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)），另一方面采

11、納山東兗州浩珂?zhèn)ゲ┕旧a(chǎn)的具有良好機(jī)械抗壓性的新型高分子材料羅克休對(duì)采空區(qū)側(cè)聯(lián)巷進(jìn)行封閉；因該產(chǎn)品具有高膨脹率，中空充填時(shí)用量少，泡沫反應(yīng)快速，有很好的抗壓力量，經(jīng)得起巖層的運(yùn)動(dòng)，不擴(kuò)散火焰，火焰燒灼后不變形等特點(diǎn);從而保證了聯(lián)巷密閉的質(zhì)量，不僅削減了采空區(qū)的瓦斯涌出，而且也提高了瓦斯抽放濃度，有效地削減了采空區(qū)瓦斯溢出，降低了工作面回風(fēng)瓦斯?jié)舛取?4結(jié)語(yǔ) 實(shí)行了上述各種瓦斯防治措施后，使88201綜采工作面的采場(chǎng)內(nèi)、下隅角及回風(fēng)巷的瓦斯?jié)舛榷颊莆赵?.0以下，從而保證了綜采工作面的正?；夭?，每天的產(chǎn)量維持在25000T左右。 （1） 通過(guò)對(duì)88201工作面的瓦斯涌出資料統(tǒng)計(jì)分析，可知采空區(qū)瓦斯涌出是造成綜采工作面回風(fēng)及尾巷瓦斯超限的主要緣由，治理瓦斯必需首先找到瓦斯涌出源,做到分源治理，才能取得較好的防治效果。 （2）高產(chǎn)高效綜采工作面的瓦斯治理要采納綜合防治措施，必需以通風(fēng)系統(tǒng)解決為前提，以瓦斯抽放為主要手段，以現(xiàn)場(chǎng)管理為重點(diǎn)，采掘巷道設(shè)計(jì)要充分考慮瓦斯治理，技術(shù)管理要超前服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)管理，形成全員、全方位、全過(guò)程瓦斯治理格局，才能保證礦井平安高效生產(chǎn)。 （3）總結(jié)陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)瓦斯治理閱歷，綜采工作面瓦斯治理要依據(jù)煤層瓦斯含量大小，采納內(nèi)錯(cuò)、外