小青矿W2701薄煤层工作面瓦斯治理

小青矿W2701薄煤层工作面瓦斯治理

齐伟明

铁法煤业（集团）有限责任公司小青煤矿辽宁调兵山112702

摘要：分析了小青煤矿W2701采煤工作面的瓦斯来源和处理瓦斯的方法，提出了几种解决问题的可行性方法，对降低回风隅角瓦斯、保证采煤工作面的正常生产和实现矿井安全的长效机制有着一定的指导意义。

关键词：瓦斯超限原因方法

瓦斯管理是矿井安全系统工程和“一通三防”管理中的一个重要环节，而防止瓦斯超限是瓦斯管理的重点和难点。生产矿井的瓦斯超限是威胁矿井安全的主要因素，随着采煤机械化强度的加大，瓦斯涌出量加大，其中薄煤层回风隅角瓦斯治理难度大。不但严重制约了采煤工作面的正常生产，而且也给安全管理带来不确定因素。因此分析采煤工作面的瓦斯来源，找出解决问题的具体方法和措施，积极探索新的瓦斯治理技术、创新瓦斯管理方法，对煤矿安全生产有重要意义。

下面以小青煤矿W2701为代表的薄煤层采煤工作面瓦斯治理进行阐述和分析。

一、W2701采煤工作面的瓦斯来源分析

W2701工作面采高1.43米，工作面长：156~226米，倾斜长1148米，7-1煤层上部10.33m~21.0m发育4-2煤层，下部1.91m～2.68m发育7-2煤层（见柱状图），工作面开采时瓦斯涌出来源于本煤层解析瓦斯（7-1层煤）、采空区和邻近层（4-1层煤、4-2层煤、7-2层煤）卸压瓦斯。

W2701工作面绝对瓦斯涌出量为17m3/min。2011年8月中国矿大对我矿7煤层瓦斯基础参数测定：

7煤层瓦斯压力0.33MPa，瓦斯含量5.34m3/t，工作面日产量最大2680吨，可解析瓦斯量4m3/t，工作面解析瓦斯量为7.31m3/min，约占工作面绝对瓦斯涌出量的43%，采空区和邻近层卸压瓦斯约占工作面绝对瓦斯涌出量的57%，因此，工作面瓦斯涌出主要来源于采空区和邻近层卸压瓦斯。

二、回风隅角瓦斯超限的原因

回风隅角瓦斯超限的原因是多方面的，主要有以下几个方面：

1、采用U型通风，采空区瓦斯沿回风侧汇集，并沿上隅角方向渐呈上升趋势，沿回风侧形成瓦斯富集带；随着工作面的推进和采空区面积增加，瓦斯富集带随之扩大。在采空区漏风流的对流扩散作用下，采空区内瓦斯运移及瓦斯浓度呈有规律的分布，工作面的漏风成为采空区瓦斯流入工作面的必经之路，往往造成回风隅角瓦斯积聚。采空区内含瓦斯的空气密度较小，在风压作用下，采空区内含高浓度瓦斯的空气向回风隅角运移，使回风隅角成为工作面采空区高浓度瓦斯集中涌出的地点，这是回风隅角成为工作面采空区瓦斯集中涌出和局部超限的重要原因之一。

2、采煤工作面风流在回风隅角处直角拐弯，回风隅角形成涡流区，该区瓦斯难于被风流冲淡排出。

3、采空区残留浮煤或邻近层、老采空区瓦斯涌出等，造成了采空区积存大量高浓度瓦斯，使部分瓦斯积聚在回风隅角附近，形成高瓦斯区域。

三、采取有针对性的治理办法

1、改变回风隅角瓦斯运移

W2701回顺与之平行的西二皮带运输大巷（7层煤巷）之间施工联络巷，施工完对其进行封闭，将西二皮带运输大巷在W2701回风眼以里5米处充砂封闭带入抽采系统，随回采推进，对即将进入采空区的联络巷启封，通过抽采使回风隅角风向调转，回风隅角瓦斯运移到西二皮带运输大巷，降低了采煤回风隅角的瓦斯浓度。平均瓦斯抽采浓度5%，平均抽采纯量4m3/min。

2、消除瓦斯积聚空间

（1）由于W2701采煤工作面采高较低，平均1.43米，顶板不易垮落，锚杆托盘、锚索头必须全部卸掉。两端头拉架子时，给足初撑力，然后再泄液，重复2~3次，使入、回风隅角上方顶板进入采空区后垮落，避免采空区大面积空顶，断开沟通采空区的风流通道并消除瓦斯积聚空间。

（2）回风隅角空间大时，用不然性材料装袋填实，以消除回风隅角瓦斯积聚的空间。

3、顶板瓦斯道抽采

W2701回顺上部垂距11.33m~21.0m为西二回风大巷（4层煤巷），西二回风大巷水平投影内错W2701回顺5米，将W2回风大巷充砂封闭带入抽采系统，受采动影响，W2回风大巷处于裂隙带。W2回风大巷（W2701顶板瓦斯道）进行抽采，平均瓦斯抽采浓度为55%，平均抽采纯量9m3/min。

4、顶板斜交钻孔抽采

随着工作面推进，W2701回顺与西二皮带运输大巷之间的联络巷逐渐远离回风隅角，下一联络巷未进入回风隅角，西二皮带运输大巷抽采量逐渐减小，为消除回风隅角瓦斯超限，施工3~4个顶板斜交钻孔，钻孔与回顺夹角15~25°，倾角13~20°，合理调整抽采参数（终孔处于裂隙带）、提高成孔率、全程下套管、封孔严密，使用自动放水器确保汽、水分离，平均抽采量2m3/min。

5、加强瓦斯监控

在回风隅角、回顺超前支护、回风设置瓦斯传感器，进行实时监控，回风隅角传感器悬挂距封堵墙≤800mm，距巷道下帮≥200mm，距顶板≤300mm，并在同样位置悬挂便携式瓦斯检测仪，当回风隅角瓦斯浓度达到1%报警点时，立即停止作业。瓦斯传感器按周期标校（15天内至少标校一次），每天由专人进行检查。

四、结语

综上所述：薄煤层采煤工作面顶板缓慢下沉，垮落不充分，钻孔透气性差，瓦斯管理难度较大，必须先分析瓦斯来源、瓦斯涌出量规律，因地制宜，只有采取切实可行的瓦斯治理方法，才能保证生产安全顺畅。