马兰矿综采面瓦斯抽采综合治理的实践

刘文文

（山西西山煤电股份有限公司马兰矿， 山西 古交 030205）

瓦斯治理是一个综合的系统工程，不是一蹴而就，必须把每个环节的细节问题处理好才能由量变到质变，达到理想的治理效果[1-3]。在瓦斯抽采治理瓦斯抽放管中水的堵、管路接口的漏气、封孔的质量、本煤层抽采管的安装方式、悬管抽放的位置和进入采空区的距离远近都会对瓦斯抽采造成影响，在以往的综采面瓦斯抽采中各个环节中存在的问题，未能在采煤之前把瓦斯抽走，导致在采煤时瓦斯浓度居高不下。综采面瓦斯抽采综合治理主要针对这些能够对瓦斯抽采采用了各种有效的方法，在瓦斯治理效果上实现了由量变到质变的突破，瓦斯的抽采量成倍增长，瓦斯发电量跟着成倍增长，取得了巨大的经济效益。

1 综采面瓦斯抽采综合治理简况

马兰矿综采面瓦斯抽采由独立的四部分组成分别是瓦斯抽采在线放水器；本安型综采工作面隅角隔离瓦斯袋；横向瓦斯抽采管；瓦斯抽放伸缩管；这四部分围绕瓦斯治理过程，分别独立承担着各自的任务，不管哪个部分出现问题都会影响整体瓦斯治理效果。以往抽采管路中的水是由人工放水器或间歇式放水器放水，这2 种放水器无法保证放水效果，如果抽采管路中的水未能及时排出，将严重影响瓦斯抽放效果，甚至会导致瓦斯抽采瘫痪。针对这一问题，经过不断研究，设计加工出瓦斯抽放在线自动放水器，是用单向阀的原理，实现24 h 正常放水，彻底解决了抽放管中因为水堵而影响瓦斯抽放的问题。

综采工作面上隅角是瓦斯治理工作中的重要部分，以往都是用编织袋装煤来封堵瓦斯，但此方法不仅工人劳动强度大，材料消耗多，所用编织袋是易燃品，煤袋遗落在采空区会造成以后煤炭自燃的隐患，很不安全[4-6]。用风筒布装上阻燃海绵，用风筒阻燃、抗静电的性能，且不透气性代替易燃品编织袋，既可压缩又可回弹的阻燃海绵代替煤渣，阻燃海绵是单孔封闭，又不吸水的特性，将二者有机结合在一起，既能快速解决隔离采空区瓦斯的作用，还能降低以往跺袋的成本和工友的劳动强度，把30 kg 的煤渣袋，变为5 kg 的海绵袋，体积却扩大原来煤渣袋的10 倍以上，从而实现快速、轻松、安全的封堵、隔离上隅角，是本质安全型产品。

横向瓦斯抽采管由原来从煤体出来垂直向下的安装方式改为水平的连接方式，不仅节约抽采管的材料使用量，而且提高放水落差提高抽采管的放水效果，减少瓦斯抽放的阻力和漏气。

瓦斯抽放伸缩管是用可以伸缩的柔性抽采管代替以前埋在采空区的抽采管，把伸缩管固定在综采支架侧护板上，拉架时抽采管随支架自动移动，既节约了抽采管，而且保证在上隅角悬管抽放始终保持在最佳位置，保证了瓦斯抽采效果。这几个综合瓦斯治理措施的实施，保证了瓦斯抽采效果，达到由量变到质变的突破，瓦斯也由原来的危害变为清洁能源，真正实现变害为宝。

2 应用特点分析

1）瓦斯抽放在线自动放水器用单向阀的原理，管路中的水靠自身重量排出，只要满足负压小于放水高度，就可实现24 h 正常放水，彻底解决了抽放管中因为水堵而影响瓦斯抽放的问题，而且结构简单、安装方便、成本低廉。

2）本安型隅角瓦斯隔离袋，是用风筒布加工成长方体的外套，里面填充阻燃海绵，来代替以往用煤渣袋堵上隅角瓦斯。海绵具有可压缩和回弹的特点,可以和煤帮和顶板贴紧接实,密封比煤袋更好。该方法具有操作简单、实用性强，可以提高80%以上的效率，使用效果好。一次制作，可长期循环使用，而且成本低廉，操作起来也很轻便，而且安全系数高，工人劳动强度低。所使用的材料风筒布具有阻燃抗静电的特点，比编织袋更安全。风筒布具有不透气性，气密性更好。相同体积的情况下，重量不到砂袋的1/10跺袋时速度更快，1 个人15 min 即可跺好，不会对出煤产生影响，也不会像煤袋被顶板压住。

3）横向瓦斯抽采管由原来从煤体出来垂直向下的安装方式改为水平的连接方式，不仅节约抽采管的材料使用量，而且提高放水落差提高抽采管的放水效果，减少瓦斯抽放的阻力和漏气。

4）瓦斯抽放伸缩管是用可以伸缩的柔性抽采管代替以前埋在采空区的抽采管，把伸缩管固定在综采支架侧护板上，拉架时抽采管随支架自动移动，既节约了抽采管，而且保证在上隅角悬管抽放始终保持在最佳位置，保证了瓦斯抽采效果。

3 社会经济效益分析

通过在马兰矿10505 工作面使用瓦斯抽放在线自动防水器后，比未使用前可多抽瓦斯240 万m3，抽出来的瓦斯多发电960 万kWh，每度电按0.5 元计算，仅发电直接创造480 万元。解决了工作面瓦斯超限问题，保证了矿井安全，把抽出来的瓦斯发电利用，每年瓦斯发电的价值为480 万元。

马兰矿综采二队所采18305 工作面采高在4 m左右，上隅角宽度在2 m 时，跺0.5 m 厚度的砂袋墙所需的煤量为5.2 t，一个编织袋装煤15 kg 计算,需要编织袋的数量460 个左右, 其他2 个出煤班至少跺1 次，所需袋子数量为920 个，4 个综采队使用编织袋的数量为3 000 个左右，每天用煤量约为20 t左右，每吨煤按600 元计算，每天损失的原煤价值为12 000 元，编织袋按单价1 元计算，4 个综采队每年编织袋材料费为1 080 000 元,每年损失原煤价值为4 320 000 元，两项合计为540 万元。使用隅角隔离袋只需要5 万元左右，只需要以前成本的百分之一。

横式瓦斯抽放管和瓦斯抽放伸缩管每年可节约抽放管材料费20 万元以上，而且保证了抽采效果，是非常有推广价值的项目。

4 结语

马兰矿综采队在使用隅角隔离瓦斯袋后，每天可节约编织袋200~400 个，节约煤3~6 t，工人劳动强度降低80%以上，每年节约材料费100 万元以上。横式瓦斯抽放管和瓦斯抽放伸缩管每年可节约抽放管材料费20 万元以上，综采面瓦斯抽采综合治理技术保证了马兰矿工作面的抽采效果，同时节约了大量的经济成本。实践证明，综采面瓦斯抽采综合治理技术具有安全性能更高，工人劳动强度小，经济价值高等优点，在有效管控上瓦斯的同时实现了节支降耗，获得使用单位的高度认可和广泛好评，已经创造价值600 多万元，如果能在全公司推广可实现上千万经济效益，极具推广价值。