瓦斯涌出异常区综采面跨巷回采瓦斯治理技术.docx

瓦斯涌出异常区综采面跨巷回采瓦斯治理技术瓦斯涌出异常区综采面跨巷回采瓦斯治理技术1 概况邢台矿采用中央竖井阶段平巷、采区石门开拓方式。矿井通风方式为混合式，即：东翼和二采区是中央并列式；西翼其他区为对角式。204工作面为一个瓦斯涌出异常且由 203 共和面跨二采区回风巷开采进入三采区的综采工作面（见图 1）。图 1 204 工作面巷道布置示意图2 瓦斯来源分析采煤工作面瓦斯来源主要有 3 个方面：（1）煤体赋存瓦斯释放；（2）煤层顶、底板瓦斯析出；（3）采空区瓦斯涌出。瓦斯来源不同，治理技术也有相应的侧重。由图 1 知，204 工作面采空区与二采区回风巷相连，使得跨巷回采后的采空区处于中央风井与西风井共同作用之下，采空区漏风情况非常复杂且难以杜绝。204 工作面回采初期瓦斯绝对涌出量相对较小，仅有 4.2m3/min。近期，受漏风、断层等诸多因素影响，瓦斯绝对涌出量曾高达 16 m3/min，致使上隅角和回风巷风流中瓦斯严重超限，直接威胁着工作面的安全生产。为了搞清 204 工作面瓦斯来源，首先，对 204 工作面回风流瓦斯浓度和风量定时测量；其次，对沿途通风设施开启情况和上隅角气体变化进行调查；最后，将数据绘制成图 2 和图 3。图 2 瓦斯涌出量与工作面风量变化曲线图 3 设施开启与上隅角气体变化曲线由图 2 知；204 综采工作面瓦斯绝对涌出量随回采工序变化不大，有时出现随风量增加瓦斯绝对涌出量反而上升的现象。曲线的反弹现象说明煤体本身赋存的瓦斯以及断层出现均不是瓦斯涌出异常的主要因素。由图 3 知：当450m 东大巷风门（图 1 中的 1 #、4 #、5 #风门）频繁开启时，204 工作面上隅角瓦斯浓度急剧上升。此现象表明，450m东大巷风门开启时，二采区风量增加、风压增大，迫使跨后采空区高浓度瓦斯向 204 工作面移动。3 瓦斯治理技术措施3.1 调整系统引导瓦斯综上分析：204 共作面瓦斯异常主要原因是跨后采空区高浓度瓦斯向204 工作面运移的结果。由图 1 分析知：跨后采空区属于角联风路。其漏风方向有三种情况：高浓度瓦斯流向 204 工作面空间；引入二采区回风巷；静止不动。跨后采空区漏风静止不动的情况受通风设备影响很难实现，而将高浓度瓦斯引入二采区回风巷的方案解决 204 工作面瓦斯问题容易实现。首先摘除二采区回风巷风门（2 #风门），其次再缩小450m 东巷口调节风门（1#风门）风窗，控制二采区总进风量，调节二采区风压，使跨后采空区高浓度瓦斯向二采区回风巷缓慢运移；其次，利用二采区风量稀释涌出的高浓度瓦斯。通风系统调整之后，相当于 204 工作面补加一条可控瓦斯排放巷。一方面，保证二采区正常生产；另一方面，使 204 工作面瓦斯得到有效治理。3.2 增加综采工作风量（1）拆除设施疏通风路。由公式 H=RQ2 和 R=LU/S2 知：风压 H 不变时，减小风阻 R，可以提高风量 Q。而减小风阻 R 的最好方法是扩大通风断面 S。为此，拆除废旧通风设施，增大了通风断面，减小了通风阻力，使 204 综采工作面风量增加近 100 m3/min。（2）合理压缩其它地点用风。临时封闭 600 采区和 0 采区，节约风量近 400 m3/min，随着 7713 工作面回采结束，缩减七采区风量 300m3/min，其他各处压缩风量 150 m3/min，使得 204 综采工作面风量将增加 175 m3/min，最终使 204 综采工作面有效风量达到 1 000 m3/min，保证了安全生产。3.3 上隅角瓦斯治理瓦斯向工作面上隅角运移过程中，随着液压支架架后漏风风速的降低边运移边上浮，当上隅角存在涡流时，就会出现瓦斯积聚。通风系统调整后，跨后采空区瓦斯对 204 工作面生产的影响减小，而上隅角瓦斯积存问题则显得较突出。针对瓦斯运移规律采取以下措施进行治理：在进风隅角设立风帐或临时密闭，避免风流直射采空区，从而减少采空区漏风；安设专用风机处理上隅角涡流区高浓度瓦斯；剪切顶锚杆，使顶板及时冒落，缩短悬顶距离；临时密闭，减小瓦斯积存空间。3.4 治理效果通过综合治理，效果显著 204 工作面回风风流中瓦斯浓度保持在0.40.6之间；二采区回风巷瓦斯浓度稳定在 0.6左右；204 工作面上隅角瓦斯浓度在 1以下。4 结论（1）工作面瓦斯涌出中采空区瓦斯占主要地位时，单凭提高工作面有效风量，效果不明显，要以控制源头为主。进行综合治理。（2）204 工作面采用跨巷回采设计，采空区漏风难以杜绝，不仅给瓦斯治理带来很大因难，而且对采空区防灭火极为不利。建议在低瓦斯矿井的瓦斯异常区域内设计综采工作面时，尽量避免跨采布置。（3）井下采用“均压技术”治理瓦斯时，如时均压至“零点”非常困难且极易打破平衡，甚至出现高浓度气体异常涌出等事故，应形成一条稳