综采工作面瓦斯分布规律及防治措施分析

韩晓强

摘要：文中对5802综采工作面沿着煤层倾向及走向方向的瓦斯涌出规律进行分析，并从加强回采面通风、上隅角瓦斯防治、加强矿压观测、加强回采面瓦斯抽采等方面提出了综采面瓦斯防治措施，以期能更好的对瓦斯进行治理，保证回采面的安全生产。

关键词：综采工作面;瓦斯涌出;瓦斯防治

随着科学技术的不断向前发展，煤矿的机械化、自动化水平日益提升，单个回采工作面的产量得到显著的提升，数百万吨甚至千万吨回采面也不断的增加，采煤工作面煤炭产量大、推进的速度较快、煤体的破碎程度显著增加，大量的瓦斯从破碎的煤体中涌出，时常会引起回采工作面回瓦斯超限。因此，有必要针对综采工作面的具体情况，对瓦斯分布情况进行研究，有针对性的采用瓦斯防治措施，以便保障矿井的安全高效生产。

1矿井概况

山西某矿位于山西中部，为兼并整合主体矿井，矿井的保有煤炭储量在2.4亿t，设计的矿井产量在600万t/a，井田面积在7.463lkm2，矿井开拓采用斜井一平硐方式，采用综采一次采全高生产工艺，矿井为低瓦斯矿井，煤层具有自燃发火特性。矿井的通风方式采用中央并列式，主斜井，平硐进风，回风斜井回风。现井下正常开采的工作面为5802综采工作面，开采的5号煤层厚度平均在4.6m，煤层瓦斯含量为5m3/t，煤层的直接顶为泥岩，厚度在4.5m，直接底为泥岩，厚度在3.5m。

2瓦斯涌出分布规律分析

2.1回采面瓦斯测点布置

在回采工作面从工作面的进风巷（端头位置）向回风巷（端尾位置）每隔15m设置一个瓦斯测站，分别用I、II、III--…等进行表示，具体布置如图1所示，沿着回采面走向上从煤壁向采空区方向布置测线，一个测线工布置5个测点，共布置45个测点。

2.2走向方向瓦斯分布规律

2.2.1端头位置

在工作面的进风侧（端头位置）取测试单元为I，从1号～5号测点，瓦斯的浓度呈现上升趋势，但是整体的浓度变化不大。主要是由于该位置处于回采面进风巷与回采面切眼的交叉位置，位置处的风流量较大，整体的瓦斯浓度呈现出紊流状态，采煤面遗落的瓦斯被风流稀释，同时由于此处位置有漏风，造成煤层瓦斯向采空区内出现运移，因此，在I位置处瓦斯浓度不高。

2.2.2回采面中部

在回采面中部位置，即在V、Ⅵ测站位置，从煤壁向采空区方向（1号～5号测点），瓦斯浓度整体上具有增加的趋势，在该位置处测点的瓦斯浓度要较I测站（端头位置）处的瓦斯浓度高。在回采面中部V、Ⅵ测站，在1-5号测点处侧定的瓦斯浓度平均为0.12%，煤壁处的瓦斯浓度最高，平均在0.21%，在立柱位置处瓦斯浓度在0.06%，在靠近采空区侧瓦斯浓度在0.16%。出现上述情况的主要原因是由于在靠近回采面煤壁位置风流速度较小，在靠近回风面采空区侧由于通风漏风造成风流将采空区内的高浓度瓦斯带出，因而在采空区侧瓦斯浓度值较高。

2.2.3回采面端尾

在回采工作面的端尾（回风侧），也就是在Ⅸ测站位置，在从回采面煤壁向采空区方向（1号～5号测点），瓦斯浓度分布情况呈现出抛物线状，在回采面煤壁处的瓦斯浓度值最高，最大为0.22%，其次为回采面靠近采空区侧最大为0.19%，在回采面的立柱位置瓦斯浓度最大值在0.11%。

综上分析，瓦斯在5802综采工作面分布规律如下：在回采面的下部位置（进风巷侧）瓦斯浓度值较低，距回采面煤壁的距离越远，瓦斯浓度值越高，在这个位置，瓦斯来源主要是煤壁瓦斯涌出;在回采面的中上部位置，回采面瓦斯沿着煤壁、行人通道、支架立柱、采空区方向瓦斯浓度呈现出高一低一高的分布趋势，瓦斯涌出来源主要是回采面煤壁及采空区瓦斯。

2.3浩倾向瓦斯分布规律

在回采工作面倾斜方向上从I号测站向X测站，瓦斯浓度呈现出逐渐增加的趋势，在回采面的端部位置（进风巷）瓦斯浓度值最低，在II及III测站位置，瓦斯浓度呈现出显著增加，从Ⅳ到Ⅸ测站位置，瓦斯浓度虽有变化，但是瓦斯浓度变化幅度不明显。根总体来说，瓦斯浓度分布沿着进风巷向回风巷侧整体呈现出增高的趋势，在综采面的下部位置，瓦斯浓度变化较小，在综采工作面中部位置及中下部位置瓦斯浓度出现较大的增加，说明综采面中下部的瓦斯涌出主要来源于回采面的煤壁及开采的落煤，在综采工作面的中上部及尾部位置瓦斯涌出不仅仅回采面煤壁及落煤，而且采空区瓦斯也占据到一定的份额。

3瓦斯防治措施

3.1回采面通风、上隅角瓦斯防治、加强矿压观测、加强回采面瓦斯抽采

在综采面进行回采推进的过程中，由于回采面的煤壁及遗落的煤层中瓦斯涌出占据到较大部分，因此，在保证回采面风速不超过相关标准的前提下应尽量的增加回采面的供风量，以便减少回采面瓦斯聚集。若回采面采用下行通风方式时，应采用专用的方式防治在回采面采煤机处出现瓦斯聚集，在采煤机截割滚筒或者牵引部位可以采用水引喷射器方式吹散聚集的瓦斯。同时应加强对回采面顶板处供风量，防止瓦斯在回采面顶板处出现聚集。

3.2上隅角瓦斯防治

由于回采面采空区内遗留有落煤及邻近的煤层中瓦斯通过裂隙向采空区内涌出，造成回采面采空區瓦斯浓度较高，在回采面通风过程中出现漏风，就会将一些采空区处的高浓度瓦斯带出到回采面回风巷侧，从而造成上隅角处瓦斯出现聚聚。可以采用高位瓦斯抽放钻孔、采空区埋管、高位瓦斯抽放巷、布置风障、木板隔墙等方式对上隅角瓦斯进行治理。

3.3加强矿压观测

回采工作面顶板来压会造成煤壁裂隙发育，造成瓦斯涌出量增加，因此应对回采引起的矿压显现规律进行观测，掌握矿压显现规律。在工作面来压期间，应加大对回采面通风量，降低瓦斯浓度，同时应对采煤机割煤工序进行调整，避免在矿压急剧显现期间造成瓦斯大量涌出。

3.4加强回采面瓦斯抽采

合理的设置瓦斯抽采钻孔，降低回采面采煤期间造成的瓦斯涌出，在布置瓦斯抽采钻孔时应做到全覆盖，避免出现空白带，瓦斯抽采钻孔施工完毕之后应及时进行接抽。

4结束语

对5802综采工作面沿煤层走向及倾向方向上对瓦斯浓度分布规律进行分析，沿着煤层倾向方向上，在回采面进风巷侧瓦斯主要来源于回采面煤壁，在回采面的中上部瓦斯来源主要是回采面煤壁、落煤及通风漏风带出的采空区瓦斯;在保持回采面供风量不变的情况下，随着回采煤量的增加，瓦斯涌出量会增高。并针对瓦斯涌出规律提出以一些瓦斯防治措施，以期能有效的对综采面瓦斯进行有效治理。

参考文献：

[1]于伟.炭窑峪煤矿综采工作面瓦斯涌出规律分析及防治对策[J].煤矿现代化，2017（02）：61-64.

[2]任占昌.高产高效综采工作面瓦斯涌出规律分析及综合防治措施[J].煤炭工程，2005（06）：72-74.