3410刨煤机工作面瓦斯与其综合治理技术.docx

34103410 刨煤机工作面瓦斯与其综合治理技术刨煤机工作面瓦斯与其综合治理技术1 1 矿井工作面概况矿井工作面概况晓南煤矿 1980 年投产，设计生产能力为 90 万 t/a，经改扩建后，设计生产能力为 150 万 t/a，现实际生产能力稳定在 240 万 t/a 以上，现有 W2、 W3共 2 个采区。我矿于 2002 年引进法国 DBT 公司刨煤机系统在 W3409 工作面首次安装使用，W3410 是我矿使用刨煤机生产的第二个工作面。W3410 工作面位于西三采区北部，南侧为 W3409 工作面采空区，北侧为 W3411 工作面（尚未开拓），西为 W3二期 412 工作面（尚未开拓），东部以 F23-1号断层为界与西三采区二期相邻；下部为72 号煤层，层间距在 2630m 之间，上部为 2 号煤层（不可采）。该工作面走向长 795m，倾斜宽 215m。工作面开采的是 42 号煤层，煤层厚度 1.032.5m，平均 1.77m，东部薄，向西逐渐增厚。煤层倾角 310，煤质为长焰煤。绝对瓦斯涌出量为 30 m3/min，煤尘具有爆炸性，“U”型通风方式，全部陷落法管理顶板。2 2 W W3 3410410 回采工作面瓦斯涌出特点回采工作面瓦斯涌出特点通过对 W3410 工作面的现场测定和计算，可以得出工作面瓦斯的涌出特点。（1）上隅角瓦斯偏高。刨煤机工作面由于采高小，工作面通风断面相对综采面要小得多，工作面后方存在着一定的漏风。通过实测，工作面中部风量只有回风顺槽风量的 7080，说明工作面向采空区的漏风量是很大的。工作面落煤及煤壁的涌出的瓦斯一部分很快被新鲜风流冲淡、稀释，一部分随漏风流涌入到采空区；同时，遗煤及邻近围岩的瓦斯也积存于采空区中。采空区内的瓦斯在雷诺数很小的层流状态下，随漏风流运移积聚在工作面上隅角一带，造成上隅角处瓦斯浓度偏高。（2）采空区瓦斯涌出量较大。在采动应力影响下，采空区 2侧煤层（煤柱）破坏后释放出的瓦斯（呈缓慢涌出状态）涌入工作面采空区，一般认为应力影响区在工作面以外的 1525m 内；上邻近层瓦斯随顶板冒落破坏后，沿顶板卸压角以外的冒落带、裂缝带、弯曲下沉带急剧涌入工作面采空区；下邻近层其三向应力状态变为二向应力状态，根据材料力学原理，就要向上产生应变，产生弯曲破坏（表现为底鼓），其吸附状态下的瓦斯就会解吸成游离状态下的瓦斯，涌入工作面采空区。可以认为：工作面的瓦斯来源有 3 个：开采层、邻近层和采空区遗煤。由于生产过程中邻近层和遗煤瓦斯均是通过采空区涌向工作面的，因此，可以认为工作面的瓦斯涌出来源分为 2 个：开采层和采空区。根据 W3410 刨煤机工作面老顶初次垮落前后的瓦斯涌出量实测资料计算：开采层的瓦斯涌出量为 15.48 m3/min，占工作面瓦斯涌出量的 51.65，采空区瓦斯（邻近层和采空区遗煤）涌出量为 14.49m3/min，占工作面瓦斯涌出量的 48.35。