超近距离保护层工作面瓦斯来源分析及y+Γ型通风系统优化研究.doc

超近距离保护层工作面瓦斯来源分析及Y+Γ型通风系统优化研究 郭建伟 中国矿业大学 , 江苏 , 徐州221008 平煤集团公司五矿，河南，平顶山467091 内容提要：本文对平煤集团五矿超近距离保护层开采工作面瓦斯来源进行了测定分析，找出了超近距离保护层开采的瓦斯涌出规律，提出了Y+Γ型通风方式瓦斯治理新技术，并对实施效果进行了研究分析。 　关键词：保护层　瓦斯涌出　瓦斯治理　通风方式 一、问题的提出 平煤集团五矿是煤与瓦斯突出矿井，开采煤层为庚20煤层、己15煤层和己16、17煤层，其中庚20煤层和己15煤层为非突出煤层，己16、17煤层为突出煤层。己三采区是五矿主力开发采区，主要开采己15煤层和己16、17煤层。己15煤层与己16、17煤层层间距为0.2～11米，其中己15煤层平均煤厚1.6m，直接顶为泥岩，底板为砂质泥岩；己16、17煤层平均煤厚3.2m，直接顶为砂质泥岩，致密坚硬，底板为泥岩。 开采保护层是预防煤与突出最有效的区域性防突技术措施，《防突细则》规定，在煤与瓦斯突出矿井中开采煤层群时，必须首先开采保护层，因此为解决己16、17煤层的突出危险问题，可以首先作为己16、17煤层保护层来开采己15煤层，从根本上解决五矿的防突问题。 但是己15煤层与己16、17煤层层间距只有0.2～11米，属于典型的超近距离保护层，开采过程中己16、17煤层中的大量卸压瓦斯涌入采掘空间，造成采掘工作面和回风流瓦斯浓度升高甚至超限，严重影响矿井安全生产，因此超近距离保护层工作面的瓦斯治理已成为其安全高效生产的瓶颈，必须探索新的瓦斯治理方法。 二、工作面基本情况 己15—23220综采工作面是五矿超近距离保护层工作面，设计走向长度740m，倾斜长度200米，开采己15煤层，储量34.6万吨，平均煤层厚度1. 5m，煤层倾角8度，煤层瓦斯含量为7m3/t，是己16、17—23220采面的保护层工作面。其下伏的被保护层己16、17-23220工作面，储量98.5万吨，平均煤层厚度3.5m，煤层瓦斯含量为20m3/t。该区段己15煤层与己16、17煤层层间距为2～8米。 己15—23220采面采用Ｕ型通风方式，供风量为1545m3/min。自开采以来先后采取了上隅角抽放、采面浅孔抽放、机风巷底板穿层孔抽放及上隅角抽出式风机抽放等综合措施进行瓦斯治理，但由于煤层层间距很小，生产过程中大量被保护层瓦斯的涌出，致使回采工作面在推进过程中出现瓦斯涌出异常增大。采取增加风量的措施时，导致采空区漏风增加带出大量瓦斯，造成回采工作面上隅角和回风流瓦斯超限；不增加风量又解决不了采场瓦斯涌出问题，采面月产量不足2万吨，严重制约矿井的安全生产。 三、瓦斯来源测定分析 为真正摸清该工作面瓦斯来源，我们采用单元测定法沿工作面共布置了1个测站，将工作面划分为1个单元，测站布置见图。每个测站从煤壁至采空区均匀布置4个测点，测站断面按如图布置。测定每个断面的瓦斯浓度和进出单元断面的进出风量进、回风巷各布置一个测站，测量不同条件下的瓦斯浓度和风量。测定连续3个原班，测量瓦斯浓度分布时间选在检修班进行此时工作面不受割煤影响，相对稳定。然后根据实际所测数据，分析瓦斯涌出规律。工作面瓦斯浓度及风流参数实测数据表1根据单元法原理对表中实测数据进行处理，处理结果见表。 图 单元划分图 图回采工作面测点布置图 图3 工作面各测点倾斜方向瓦斯浓度分布 表1工作面瓦斯浓度及风流参数实测数据 测点 瓦斯浓度（%） 风速V(m/min) 断面(m2) 风量Q(m3/min) 采空区 立柱中间 人行道 煤壁 1 进风巷 0.03 0.03 0.03 0.03 209.7093023 8.6 1803.5 2 10架 0.05 0.04 0.03 0.05 343.2777778 3.6 1235.8 3 20架 0.11 0.07 0.06 0.08 329.2 3 987.6 4 30架 0.16 0.14 0.12 0.14 246.3030303 3.3 812.8 5 40架 0.24 0.23 0.21 0.22 214.75 3.2 687.2 6 50架 0.41 0.42 0.37 0.38 188.09375 3.2 601.9 7 60架 0.53 0.51 0.47 0.49 180.71875 3.2 578.3 8 70架 0.67 0.52 0.53 0.65 177.6451613 3.1 550.7 9 80架 0.78 0.55 0.56 0.74 161.7096774 3.1 501.3 10 90架 0.85 0.81 0.78 0.83 199.2 3 597.6 11 100架 0.91 0.9