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浅谈北二采区27#层西翼二区段瓦斯抽放设计 与瓦斯抽放的实际应用 摘要：由于27#层二区段工作面上隅角、后尾溜处瓦斯时常超限报警，根据开采期间的经验，矿井不同煤层瓦斯含量各异，以28#煤层瓦斯含量最大。依据矿井2010年8月瓦斯等级鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量为2.769m3/min，相对瓦斯涌出量为0.798m3/t，为低瓦斯矿井。但由于回采工作面生产期间，上隅角瓦斯涌出不稳定，如形成涡流区域时，风排瓦斯量相对减少，易造成瓦斯积聚和超限现象，为防止工作面上隅角及后尾溜处的瓦斯积聚，经矿领导决定采用瓦斯抽放来减少工作面瓦斯积聚和超限。 关键词：瓦斯抽放 设计 采空区 瓦斯纯量 一、27#层二区段工作面上隅角瓦斯超限分析 2011年9月23日KJF2000N监测系统曲线查询 根据每天对瓦斯涌出时间、瓦斯浓度大小及27#层二区段采煤工作面现场机组割煤、拉移支架、顶板来压等多种因素分析，27#层二区段工作面瓦斯超限原因主要有以下几点： 1、27#层二区段采煤工作面受采煤工艺及巷道断面的影响，煤层中的瓦斯以吸附和游离两种状态存在，在自然状态下吸附瓦斯和游离瓦斯处于平行状态，两者之间处于不断交换过程中，当受到外力作用时，就会破坏其动力平衡，游离瓦斯首先释放，然后吸附瓦斯转化为游离瓦斯释放出来，由于巷道压力较大造成回风出口断面变小，风排瓦斯量减小，从而造成瓦斯积聚。 2、通过瓦斯超限时间及采煤机割煤地点对比发现，采煤机割煤和拉移支架增加了顶板压力，煤层所含大量瓦斯在短时间内释放出来，导致瓦斯涌出量较高。 3、28#层一区段采空区瓦斯受27#层二区段工作面的采动影响，采空区内留有顶煤和底煤，所含瓦斯通过煤层裂细在27#层二区段工作面涌出，当煤层瓦斯含量小时其影响不太明显，但当瓦斯含量较高时其影响就不可忽略，特别是对采面上隅角的瓦斯浓度影响尤为突出。 二、瓦斯抽放设计 1、抽放瓦斯方法选择 目前抽放方法主要有：开采层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放。 现阶段27#层二区段采煤工作面瓦斯，主要集中在上隅角及后尾溜处，结合我矿对西翼28#层一区段工作面的抽放经验及煤层赋存状况、地质条件和开采技术条件等因素，以及瓦斯来源这一特点，决定主要采取采空区瓦斯抽放方法。 抽放方法选择： 抽放方法 抽放工艺 理由 备注 采空区瓦斯抽放 上隅角浅部插管 上隅角瓦斯浓度较高 工艺简单,可解决上隅角附近小范围瓦斯超限问题 打木垛深部插管 采空区瓦斯涌出量较大 需打木垛,如上隅角浅部的抽放效果不好,再考虑采用 采空区埋管 采空区瓦斯涌出量较大 前两种方法无法解决问题时考虑采用。但埋入管道难以回收,投资大 2、抽放瓦斯工艺设计 （1）上隅角插管抽放瓦斯 上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域内瓦斯形成紊流状态与空气充分混合，由抽放管路抽走，这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅（或无风）引起的瓦斯超限，还可解决因漏风使采空区向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。为操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用7m长的吸气管与主抽放管路相连接，将吸气管的一端插入上隅角，为保证软管吸入口能处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高）可将抽放软管与木棒绑在一起（避免软管口下耷），用铁丝吊挂在支架上。为提高抽放浓度，上隅角处应采用挡风帘。随着工作面的推进，逐节回收主抽放管路，移动软管的连接，直至回采结束。抽放软管伸入上隅角的长度及位置应根据实际抽放效果不断调整，得到合理的参数。为确保抽放点的合适位置，在主抽放管路末端可设置一个分流器，分支出几个支管，插入上隅角的不同位置进行抽放。但是，该抽放方法必须保证是在有严密的组织、安全、施工措施，确保施工安全的前提下进行。 （2）采空区埋（留）管抽放 对于西翼27#层二区段采空区瓦斯涌出量较大这一现象，也可以采取采空区埋（留）管抽放的方式。即预先将抽放管路安接好，将抽放瓦斯管路通过回风巷预先埋在紧靠上风侧的采空区里，当抽放管路埋入工作面采空区20m时，再重新埋入一路抽放管路；当新埋的管路进入工作面采空区20m时，将新埋的管路与抽放系统连接，即管路每40m切换一次；通过抽放使上隅角瓦斯流向发生改变，从而减少工作面瓦斯涌出量。我矿将根据实际抽放效果来采取上隅角插管抽放瓦斯或采空区埋（留）管抽放。 3、瓦斯抽放参数计算 （1）瓦斯抽放率计算 1、北二采区西翼27#层二区段采煤工作面，预计瓦斯抽放量 Q抽＝Q涌－Q风排; Q风排＝Q风量×C/(100×K) 式中：Q抽―――预计瓦斯抽放流量m3/min Q涌―――瓦斯涌出量m3/min Q风排――工作面风排瓦斯量m3/min Q风量――工作面风量m3/min C――――回风瓦斯浓度％；取0.5计算 K――――瓦斯涌出不均衡系数