复杂地质条件下工作面瓦斯综合治理技术实践

祁建建++张鹏++韩正林++解振

[摘 要]谢桥煤矿11328工作面回采后期，地质条件复杂，瓦斯涌出异常。本文通过对11328工作面回采过程中瓦斯涌出来源进行分析，并有针对性地采取了合理调控风量、均压调节、瓦斯抽采等瓦斯治理措施，有效防止了11328工作面回采过程中瓦斯超限现象，保证了工作面的高产高效及安全回采。

[关键词]复杂地质条件，工作面，瓦斯，综合治理

中图分类号：G115 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0157-01

1 瓦斯基本情况

根据《谢桥煤矿8煤层突出危险区域划分报告》，谢桥矿8煤属突出煤层，其中西翼-610m和东翼-720m以淺为无突出危险区，西翼-610m和东翼-720m以深为突出危险区。由于11328工作面标高为-626～-558m，部分区域位于突出煤层的突出危险区。工作面最大原始瓦斯压力0.60MPa，瓦斯含量5.61m3/t。

2 工作面通风及瓦斯来源分析

2.1 工作面通风及瓦斯现状

11328工作面采用“U”型通风方式，下顺槽进风，上顺槽回风。正常生产情况下工作面配风量2048m3/min，平均日产7～8刀，回风瓦斯浓度基本保持在0.2左右。但在采面回采至S25时，由于进入到6煤层未保护块段及11426收作应力集中区。在该区段工作面瓦斯涌出量突然增大，回风平均瓦斯浓度由0.20上升至0.40，最大瓦斯浓度由0.20上升至0.76，瓦斯表现异常活跃，采煤工作面生产时瓦斯随时都有可能出现超限现象。

2.2 瓦斯来源分析

11328工作面刚投入生产时，由于处在6煤层保护区段，瓦斯涌出量低，采煤工作面回采时瓦斯浓度小。但在推进到6煤层未保护区段，同时又处在11426收作应力集中区，在这二者的双重影响下，导致工作面绝对瓦斯涌出量增大。工作面正常生产时，工作面煤壁瓦斯最大接近1.5%，15～140架底板都不同程度的出现高浓度瓦斯，最大达到5%。工作面面随时都有可能出现瓦斯超限事故。

（2）11328工作面上顺槽外段是沿用12418尾巷，经过调查分析，工作面配风量增大，12418上顺槽密闭墙漏风增大，采空区与工作面之间的气压差增大[1]，增大了采空区漏风，导致12418采空区瓦斯得到释放，由上隅角进入回风流，导致11328工作面瓦斯浓度增大。

3 瓦斯治理技术方案

根据11328工作面生产实际情况，及时制定采取合理的瓦斯治理措施，使瓦斯治理措施在实践中得到了充分的发挥及检验。

3.1 合理调控工作面配风量

治理瓦斯，通风是主导因素，及时调整通风系统及配风量是治理瓦斯及防止采空区遗煤自燃的重要环节。11328工作面回采期间通风方法采用矿井全负压U 型通风方式，通风系统合理稳定、安全可靠。针对工作面瓦斯治理，首先要强化通风的基础地位和作用。该面瓦斯增大初期，结合11328工作面实际情况，将11328工作面的风量由2048 m3/min逐次增加至2500 m3/min、2820 m3/min，瓦斯浓度得到了缓解，保证了工作面的正常生产。

此后，该工作面受下覆6煤层采空区影响，上出口压力大，15m范围内断面4～5m2，上隅角抽采管路被挤压变形严重，接头炸开，上隅角瓦斯抽采失效。在高配风量下，上出口风速大，同时回采至11426工作面未封闭段，又受12418采空区影响，工作面配风量过大，增大了采空区漏风深度及漏风量，上隅角瓦斯增大，经过现场实践将配风量控制在2100 m3/min 左右，有效控制了采空区瓦斯涌出。

3.2 均压调节技术

利用均压调节技术抑制邻近层采空区瓦斯渗透， 效果非常明显。但应根据实际情况，确定具体的均压调节措施。该技术也可应用于改变本煤层采空区瓦斯流向，配合采空区瓦斯抽放技术效果会更显著。该工作面回采至外段时，通过及时对11426上顺槽外段进行封闭， 从而减少了采空区向回采工作面渗透的瓦斯流量，11328回风瓦斯浓度也下降至0.5左右，有效得控制了临近11426采空区及该工作面采空区的瓦斯涌出。

3.3 瓦斯抽采技术

在搞好采前预抽的基础上，根据采煤工作面局部高瓦斯点，应加大抽采能力进行处理。针对11328工作面的瓦斯涌出主要来源于本煤层瓦斯、下覆6煤层瓦斯以及采空区瓦斯，所以采取了瓦斯抽采这一治本的措施[2]。

3.3.1 采空区瓦斯抽采

（1）上隅角埋管抽采

11328工作面回采期间，在上隅角管路被挤压变形，无法使用，通过及时采取更换软管的措施，确保了上隅角瓦斯抽采。5、6月份瓦斯抽采纯量共计5.3571万m3。

（2）顶板走向孔抽采

11328工作面回采期间，通过增大配风量，仍不能根本上解决上隅角瓦斯积聚及工作面回风流瓦斯大问题，现场通过增加工作面的供风量；导致工作面漏风量增大，采空区与工作面之间气压差增大，从而导致采空区瓦斯涌出量增大。经过分析，通过在11328上顺槽施工联巷施工顶板走向孔。共设计21个孔。通过对所施工钻孔进行考察，孔内平均瓦斯浓度50%以上的占53%，5月25日-6月30日瓦斯抽采纯量共计1.7026万m3。

3.3.2 顺层钻孔抽采

工作面回采期间，在11426上顺槽、11328下顺槽各布置了一路DN150mm抽采管，采用永久系统抽采。工作面回采后期，在工作面煤壁及底板瓦斯过大的情况下，通过加大顺层钻孔[3]抽采能力，确保本煤层瓦斯及时得到释放，通过累计计算5、6月份顺层钻孔瓦斯抽采纯量共计7.8493万m3，极大的解决了本煤层瓦斯，保证了工作面的正常生产。

通过加大工作面瓦斯抽采力度，11328工作面5、6月份瓦斯抽采纯量共计14.909万m3。5月、6份该工作面抽采率分别为16.57、51.42%，大大治理了瓦斯，在11328平均日常7-8刀的情况下，确保了瓦斯浓度不超限。

4 小结

通过对11328工作面回采过程中瓦斯涌出进行分析，并结合实际情况采取针对性的瓦斯治理措施，可以得出：

4.1 合理调控采煤工作面配风量，可以减少采空区漏风深度及漏风量，有效控制了采空区瓦斯涌出。

4.2 均压调节技术不仅可以抑制邻近层采空区瓦斯渗透，也可应用于改变本煤层采空区瓦斯流向。

4.3 瓦斯抽采技术是治理瓦斯的治本措施，可以预防瓦斯超限，确保矿井的安全生产。

4.4 工作面瓦斯治理工作， 不可一概而论， 照抄照搬， 要结合本矿井的实际情况， 分析瓦斯来源与涌出规律， 科学管理、措施到位， 因地制宜的采取瓦斯综合治理技术， 是防止瓦斯事故发生，实现矿井安全高产高效的基本保障。

参考文献

[1] 张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[J].煤炭工业出版社，2001，28（22）：57—59.

[2] 马丕梁，蔡成功.我国煤矿瓦斯综合治理现状及发展战略[J].煤炭科学技术，2007，35（12）：7-11.

[3] 周世宁，林柏泉.煤层瓦斯赋存与流动理论[M].北京：煤炭工业出版社，1997.endprint