国家能源集团大雁公司雁南煤矿 内蒙古 呼伦贝尔市 021122
摘要：利用矿井瓦斯抽放系统，对工作面上隅角进行抽放，解决回采工作面上隅角瓦斯超限问题
关键词：瓦斯抽放技术研究
西翼27#二段回采工作面瓦斯抽放技术
雁南煤矿北二采区西翼27#二段回采工作面是+350水平西翼第二工作面，工作面采用上行通风方式，工作面在回采过程中，上隅角瓦斯频繁超限，在上隅角采用铺设风筒及挡风帘、充填封堵的传统方法稀释煤层及采空区涌出的瓦斯，但效果不明显。根据工作面地质构造具体情况采用瓦斯抽放技术，取得较好的效果。下面已西翼27#二段工作面为例，研究分析雁南煤矿上隅角瓦斯抽放技术：
工作面情况
西翼27#煤层为褐煤层，煤层倾角为2-16。，平均倾角为7。，煤层厚度为2.6??——7.5米，平均煤厚为4.68米，工作面平均斜长180米，瓦斯绝对涌出量为m3/min,采用综采放顶煤开采技术，采高为3.0米，采用自然垮落管理顶板，U型上行通风，工作面配风为760m3/min，工作面上下两巷超前支护采用单体液压支架配合π钢联合支护。
上隅角瓦斯抽放的可行性分析
根据U型工作面采空区漏风、瓦斯流动机理，采空区漏风分区及轨迹可以看出，风流由进风巷进入U型工作面时，由于风流的惯性扩散、进风隅角的“松散三角区”、采空区的裂隙通道、风流的气压差作用，其中有一部分风流将会漏入采空区中。这样，由于工作面风流对采空区的渗漏和顶板垮落的挤压作用,促使采空区高浓度瓦斯释放沿流线汇聚到上隅角,则上行通风U型工作面的上隅角形成采空区的漏风汇集区;另外,上隅角又是工作面通风难以到达的地点,因此，很容易形成上隅角的瓦斯积聚和浓度超限。根据对瓦斯涌出量分布情况的统计研究得知,采空区涌出量占工作面回风流涌出总量的70%,因此如果能把上隅角相对隔离,阻断瓦斯流入回风巷,形成一个相对空间,就为抽放提供了条件。
同时西翼27#二区段工作面正在进行本煤层瓦斯抽放,工作面有完善的抽放系统,为抽放提供了设备保障。
上隅角瓦斯抽放方法
经过分析,回采工作面上隅角是一个“松散三角区”在“松散三角区”空间内容易积存高浓度的瓦斯,瓦斯浓度可达20%以上。
具体方法：在上隅角敷设瓦斯抽放管路与矿井瓦斯抽放系统连接；工作面上出口段的预埋设瓦斯抽放管路采用直径108mm，长5m管路,然后用聚乙烯管子接入瓦斯抽放管路,瓦斯抽放管路（直径159mm）上接好变节,与直径108mm管子连接,将直径108mm的预埋设管路伸入上隅角切顶线以内10～15m,吸入口用钢纱网包好,防止破碎顶板堵塞吸入口,吸入口尽可能贴近上隅角尚未冒落空间的顶部及上帮煤壁，以提高抽放瓦斯的浓度及减少上隅角瓦斯积聚的空间。工作面每推进一个循环预铺设直径108mm管路,并进行固定封堵,采面每推进10m拆一次抽放的管子。回采工作面上隅角回撤时,正常进行抽放,同时进行预埋管工作,而随着上隅角往外回撤,抽放管往外回出一部分,始终保持抽放管在上隅角墙内保持0～10m,确保抽放效果。下附回采面上隅角抽放管路布置图
抽放流量的确定
确定瓦斯抽放流量时，一要考虑尽可能多抽放采空区瓦斯；二要考虑不能增加采空区漏风；三要考虑不能带来煤炭自燃发火隐患。
通过单元法测定的采空区漏风情况，西翼27#二区段工作面的采空区总漏风为30～110m3/min,考虑到该工作面回采过程有采空区遗煤,属煤炭自燃发火煤层,确定瓦斯抽放流量为13.76m3/min。
抽放效果
（1）上隅角瓦斯抽放效果较好。抽放出来的瓦斯浓度高达70%,最低为15%,每天平均瓦斯抽放浓度在25～30%,抽放流量为38.8m3/min,每天抽放的瓦斯量为2.2m3/min,抽放约1个月的时间,共计抽放瓦斯量为30888m3。
（2）降低了回采工作面上隅角、回风流中的瓦斯浓度。抽放前后各生产工序的回风流、上隅角瓦斯浓度及工作面风排瓦斯量可见图1。可以看出，上隅角瓦斯抽放对降低回风流、上隅角瓦斯浓度有较好的效果。采取上隅角瓦斯抽放后，工作面回风流基本未出现瓦斯超限现象,工作面上隅角瓦斯浓度大大降低,消除了瓦斯隐患,避免了因工作面上隅角、回风流瓦斯超限而影响生产造成的损失。
图—1 上隅角瓦斯抽放前后瓦斯变化情况
结论
（1）瓦斯治理效果明显。项目实施前，西翼27#二区段工作面上隅角瓦斯浓度为0.8～5%,存在较严重的瓦斯隐患；项目实施后，回采工作面持续稳定生产，上隅角瓦斯浓度为0.02～0.1%,下降40～50%,基本消除了瓦斯隐患。
（2）经济效益明显，项目实施后，上隅角瓦斯浓度未出现超限现象，工作面生产正常，共回采煤炭20.7万吨,取得良好安全经济效益。
（3）社会效益明显。该项目的实施不仅有效地防治煤炭自燃,减少矿井火灾带来的人身伤亡，而且消除了职工担心瓦斯隐患的心理问题，工作面的作业环境、安全感大大改善，促进了矿井持续稳定生产。
论文作者:孟祥华
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/4
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