双高矿井大倾角综采工作面上隅角瓦斯治理的研究

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【摘 要】兴隆煤矿为双高矿井，其1502综采工作面采用大倾角综采采煤工艺。在该综采工作面回采过程中，针对上隅角瓦斯的治理难度，结合矿井实际情况，针对性的提出了上隅角瓦斯综合治理措施，在实际生产过程中取得了较好的效果，有效的防止了上隅角瓦斯事故的发生，为同类型回采工作面上隅角的瓦斯治理提供了经验借鉴。

【关键词】综采工作面；上隅角；瓦斯治理

1 矿井概况

贵州徐矿兴隆矿业有限责任公司兴隆煤矿位于贵州省习水县二里乡红工村，为新建矿井，初期设计生产能力为0.60Mt/a。 矿井井田位于二郎矿区官店向斜北西翼南部，处二郎矿区，区域地质构造为扬子准地台黔北台隆遵义断拱，毕节北东向构造变形区，大致处于川黔南北向构造带与北东向构造带交接复合部位，北与新华夏构造体系第三沉降带“四川盆地”相接，南与早古代“黔北隆起”相邻。区内构造主体为一系列北东向宽缓近似对称的背、向斜。由北向南分别为桑木场背斜、官店向斜和九坝背斜，并伴有与向、背斜轴同向断裂构造等。

井田内含可采煤层3层，由上而下编号依次为5、8、12煤层，经煤炭科学研究总院重庆研究院鉴定，5、8煤为突出煤层，矿井瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井。矿井在工业场地设置高、低负压双系统进行瓦斯抽采，高负压瓦斯抽放设备选用2BEC72型真空泵二台，配630kW、10kV高原型矿用防爆电动机，最大轴功率约为630kW，一台工作，一台备用。低负压瓦斯抽放设备选用2BEC60型真空泵二台，配355kW、10kV高原型矿用防爆电动机，最大轴功率约为355kW，一台工作，一台备用。目前井下所有钻孔和采空区均采用高、低负压混合抽放。

根据2011年我矿瓦斯等级鉴定结果，从现场及实验室测定的单项指标分析：兴隆煤矿5、8煤层煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标（ΔP）、煤的坚固性系数（f）、煤层瓦斯压力（P）均达到和超过了《防突规定》规定的临界值。因此，兴隆煤矿5、8煤层应具有煤与瓦斯突出危险性。

通过查阅地勘资料，兴隆煤矿各开采煤层的瓦斯含量均较高，其中5煤层的平均瓦斯含量为10.94m3/t，8煤层的平均瓦斯含量为16.20m3/t；兴隆煤矿在本井田钻探过程中，6501孔曾发生向外喷火燃烧，火头高1.0m左右；6603孔钻进至5煤时（孔深678m），由于孔内瓦斯涌出及煤（岩）的突出，造成钻具上升1.0m，提钻后孔内岩（煤）粉上升20m，说明兴隆煤矿5、8煤层的瓦斯含量较高，瓦斯压力较大，应具有煤与瓦斯突出危险性。

综上所述，根据兴隆煤矿5、8煤层突出危险性单项指标、地勘资料等方面综合分析后可以认定，兴隆煤矿5、8煤层在井田范围内具有煤与瓦斯突出危险性。

1502回风顺槽掘进期间瓦斯绝对涌出量为0.41m?/h，瓦斯相对涌出量为33.3m?/t。1502运输顺槽掘进期间瓦斯绝对涌出量为0.48m?/h，瓦斯相对涌出量为41.47m?/t。

1502工作面为兴隆煤矿一采区5煤层的接续工作面，该工作面煤层厚度0.7m～1.3m，平均为1m，属薄煤层，倾角25°～29°，平均为27属于大倾角综采工作面.

2 问题的提出

1502综采工作面于2012年6月安装好后，组织生产。之前我们对该工作面进行了本煤层抽放，同时利用底抽巷进行网格抽放。但在回采期间，由于煤层中的瓦斯残余量，割煤期间仍然有部分瓦斯积聚工作面上隅角，导致工作面上隅角经常出现瓦斯超标现象，有时瓦斯浓度达到2%以上，不得不停产处理。这样给生产带来很大的影响，同时也给安全造成很大威胁，对此，我们根据现场情况，组织了相关人员认真研究，制定方案，并现场实施，收到了明显的效果，使生产得以有序进行，同时安全也有了可靠保证。

3 上隅角瓦斯综合治理方案

在拟订方案过程中，根据1502综采工作面煤层瓦斯地质条件和瓦斯涌出特点，我们针对性地采取了以下综合措施治理瓦斯。

（1）建立安全、稳定可靠的工作面通风系统，合理分配风量。即把1502工作面风量配到1200m3/min，确保回风流中的瓦斯浓度在0.4%以下。为确保1502工作面风量充足，需要在1501溜子道石门处重新安装两道风门，用以调整1501工作面风量，风量调整后，通防工区必须安排人员对井下所有通风系统进行检查，发现通风系统紊乱或风量不足时要立即汇报并处理；

（2）实施上隅角高位抽放钻孔。

回采前一个月，在工作面上顺槽施工高位抽放钻孔抽采采空区上部游离瓦斯。采用ZDL-537钻机施工孔径为75mm，孔深63～71m，终孔位置到采空区上方，每组钻孔7个，每组间距40m，在上顺槽共计施工12组采空区抽采高位钻孔。

（3）实施上隅角插管、埋管抽放采空区瓦斯。

上隅角实施定点插管抽采。其方法为：开启地面低负压瓦斯抽放泵，在回采工作面回风巷敷设一趟250mmU-PVC抽放管到距离上隅角40米处加设三通（以后随回采推进而回收），上方抽放管另一端接设4寸弹簧软管一节15～25m，在6寸管路外套一节8寸U-PVC抽放管，上方连接处使用棉纱封堵严实后，用4寸抽放管插入工作面上隅角内1～3m，以后随回采推进，人工向外抽拉8寸管路。在三通处下方另进行铺设瓦斯抽放管，做为埋管抽放，每间隔6米加设一个抽放立管，此方法针对性强，能够将上隅角及采空区的瓦斯抽出。

（4）1502工作面施工单位负责每次割煤和移支架前必须洒水，降低瓦斯浓度；

（5）1502工作面瓦斯检查员必须时刻关注1502工作面瓦斯情况，发现瓦斯浓度上升必须及时通知施工单位停止生产并采取措施降低瓦斯浓度；

（6）通防工区负责每天安排人员对1502工作面顺层孔和三区段瓦斯抽放巷西翼穿层孔进行检查，确保所有钻孔正常抽放；

（7）所有抽放管路由通防工区统一管理，严禁任何施工单位或个人未经通防工区允许私自拆卸抽放管路，否则一律按毁坏通防设施进行处罚。

（8）加强上出口的顶板管理，保证上出口支护质量，防止冒顶。经常观察75#以上支架的顶板情况，发现空顶，及时进行处理，严防瓦斯从空顶区域涌出。

4 达到的效果

矿井在回采瓦斯赋存及地质条件复杂的大倾角1502综采该工作面过程中，通过超前规划、逐渐摸索、不断总结经验，找出一条适合高瓦斯大倾角综采工作面上隅角的瓦斯综合治理的路子，且取得显著的效果。该工作面自2012年7月开始回采至2013年6月，工作面回风流瓦斯没有超过0.6%现象，上隅角的瓦斯浓度也没有出现过积聚、超限现象，达到了预期的瓦斯治理效果，实现瓦斯零超限，为工作面的安全生产提供了保证。

参考文献：

[1]刘太生.浅谈煤矿通风管理的工作.科技信息[J].2007（9）.

[2]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[s].2005.

[3]杜鹃.加强煤矿通风管理控制及其对策.科技创新[J].2009（5）.

作者简介：

许霞宝（1962―）男，江苏沭阳人，1999年毕业于徐州教育学院经济管理专业，贵州徐矿兴隆矿业有限责任公司生产副总经理。