综放工作面初采期间瓦斯不稳定涌出治理技术[精选].doc

阳泉综放工作面初采期间瓦斯不稳定涌出治理技术 游 浩 赵长春 摘要：综放工作面一般采用顶板走向高抽巷抽放邻近层瓦斯，抽放率达到90%以上，但工作面初采期间由于顶板岩石冒落及裂隙影响范围达不到高抽巷位置，近距离邻近层不稳定涌出的瓦斯全部涌入工作面，造成工作面瓦斯超限。该文主要介绍了研究采用中低位后高抽巷和伪倾斜后高抽巷抽放技术、使初采期间不稳定涌出的瓦斯得到有效的排放，保障了综放面各个工作地点瓦斯浓度都处于安全规程规定以下，有效消除了不稳定涌出的瓦斯对安全生产的威胁。 关键词：初采期间、瓦斯、不稳定、伪倾斜、后高抽巷 1、前言 阳煤集团是国内瓦斯涌出量最大的矿区，也是最难进行煤层瓦斯抽放的矿区之一。2006年13个矿井，年产量3541.69万吨，矿井测定最大瓦斯绝对涌出量1642.37m3/min，单井最大绝对涌出量414.6m3/min。矿井瓦斯抽放量3.75亿m3。 阳泉矿区含煤16层，主要开采3、12、15号煤。15号煤层采用高效综放开采工艺，2006年15号煤开采年产量达到2500万吨以上，占全集团公司总产量的70%以上。由于15号煤位于整个煤层的最下部，虽然本煤层瓦斯含量不大（7.13m3/t），但其上部的邻近层瓦斯含量较高（14.75～21.73 m3/t），并存在K3、K4石灰岩瓦斯。如果直接开采15号煤，其综放开采强度大，采空区上覆岩层冒落空间大一次性卸压范围广，瓦斯涌出源多，邻近层瓦斯涌出量占工作面总涌出量的90%。据统计综放面瓦斯涌出量为一般30~70 m3/min，最大时达到213m3/min以上，这样大的瓦斯，主要采用顶板走向高抽巷抽放邻近层瓦斯解决综放面瓦斯超限问题，最大抽放量达到180 m3/min，邻近层瓦斯抽放率达到90%以上，基本上解决了正常开采期间的邻近层瓦斯问题。 但是工作面初采期间顶板初次垮落，顶板岩石冒落及裂隙影响范围达不到高抽巷位置，走向高抽巷还暂时不起作用，近距离邻近层不稳定涌出的瓦斯全部涌入工作面，加之采空区遗煤瓦斯涌出，工作面的瓦斯涌出量急剧增加、瓦斯超限频繁，在初采期间（0～40范围）工作面难以正常生产，初采期间瓦斯不稳定涌出问题，成为直接威胁综放安全开采的重大隐患。 因此，我们对综放面初采期间瓦斯不稳定涌出进行了大规模深入研究，保证初采期间的瓦斯得到有效的排放，使综放面各个工作地点瓦斯的浓度都处于安全规程规定的浓度以下，防止瓦斯超限，有效消除瓦斯对安全生产的威胁。 2、综放面初采期间瓦斯不稳定涌出治理技术 阳煤集团综放面开采15号煤层，煤厚6.8m左右，煤层及围岩透气性差，上邻近层瓦斯含量高，15号煤开采过程中90%以上瓦斯来源于上邻近层。为了有效解决邻近层瓦斯，一般在上部9、10号或12号煤层开掘走向高抽巷，距15号煤顶板40～60m左右。正常开采时，高抽巷通过采动裂隙能够很好的抽出邻近层瓦斯。初采范围内，由于仅直接顶垮落，老顶未垮落，裂隙不能通达高抽巷，上邻近层瓦斯大量涌向采场空间，对初采期的安全生产构成极大威胁。 2.1综放面初采期间瓦斯涌出规律 由于综放面切巷（6~7m宽）采用长木棚及锚索支护，并且初采4~6m不放顶煤，一般在工作面推进4~6m后顶板才开始有下沉活动，工作面推进10m以前，瓦斯基本来自本煤层，瓦斯涌出量很小。随着工作面继续推进，直接顶开始离层垮落，近距离的14号煤、K 2灰岩瓦斯逐渐涌出，工作面瓦斯涌出量呈明显上升趋势。此时顶板活动开始加强，工作面煤壁受集中压力的影响，在采煤与放顶过程中冒顶片帮经常发生，每发生一次冒顶或片帮都会使冒落围岩附近瓦斯很快解吸进入工作面，造成落山角及风流中瓦斯超限，一般3~4小时内瓦斯涌出会慢慢稳定。初采期支架后部漏风量比正常回采时大的多，大量漏风携带着采空区高浓度瓦斯在回风侧落山角集中涌出，造成回风侧落山角1~2支架间及回风巷落山侧成为高浓度瓦斯积聚区。 工作面通风量的大小（或通风压力的大小）对瓦斯涌出量的影响较大，特别是在初采期间尤为明显。从理论上讲通风负压越大，煤层及围岩内赋存的原始瓦斯压力与通风系统之间的压差越大，瓦斯运移能量越大，运移速度越快，相同范围的围岩及煤层瓦斯解吸涌出速度也越快，涌出的瓦斯量增多；反之，涌出的瓦斯量减少。如五矿8214工作面初采时风量从1600 m3/min，加大到2200 m3/min，瓦斯涌出浓度依然超限，停产最大瓦斯涌出量30.6 m3/min，在回风设风卡增加阻力（减少负压）1058Pa后，风量降到700 m3/min，回风风排瓦斯量4 m3/min，采空区埋管抽放11.13 m3/min，抽放浓度30%，总瓦斯涌出量仅有15.13 m3/min，比加风时瓦斯涌出量降低38.5%~50.6%。 有时候，初采期间顶板好坏也直接影响瓦斯涌出条带的分布，一般情况下瓦斯从机尾及