高抽巷在综放工作面的应用

赵一凡

（山西潞安集团司马煤业有限公司， 山西 长治 047105）

1 概述

山西潞安集团司马煤业有限公司1209 综放工作面位于井田二采区，工作面走向长度为1 850 m，倾向长度为220 m，回采煤层为石炭系3 号煤层，平均厚度为6.7 m，工作面采用综合机械化低位放顶煤回采工艺，瓦斯含量为4.8~6.9 m3/t。经计算绝对瓦斯涌出来将达到25 m3/min，依据瓦斯涌出量计算，如果单一采用“U”型通风治理瓦斯需要风量为4 500 m3/min，而工作面巷道断面面积仅为16 m2，采用“U”型通风巷道风速将超过4 m/s，严重违反《煤矿安全规程》，瓦斯问题已成为工作面开采的制约因素，为彻底解决这一难题，该矿工作面上方布置一条高抽巷（层位为距工作面顶板上方15 m，与工作面回风巷平行15 m），在综合治理采煤面瓦斯的过程中，利用在煤层顶板施工高抽巷，高抽巷内埋设抽放管路抽采瓦斯，此高抽巷在工作面初采、回采和回撤过程中发挥了极为重要的作用。高抽巷位置关系、贯通示意图见图1。

图1 高抽巷位置关系、贯通示意图

2 综放工作面高抽巷的应用

2.1 综放工作面初采阶段高抽巷作用

山西潞安集团司马煤业有限公司1209 工作面在初采前期，1209 高抽巷便与工作面切眼贯通。初采期间，工作面瓦斯涌出量较低，约15 m3/min，风量配备2 300 m3/min，工作面老顶未能垮落，为保证高抽巷能够起较好的抽采效果，回风隅角至高抽巷通路须由木剁支护，确保瓦斯抽采通路顺畅；同时初采初期严格执行退锚措施，加速老顶及时垮落。经过观察、测量工作面瓦斯分布情况、风流风向及高抽巷流量、瓦斯浓度得知：回风隅角和采空区瓦斯通过高抽巷进行排出，高抽巷气量约400 m3/min，纯量约4.5 m3/min，工作面回风巷瓦斯浓度保持在0.55%附近，此方法能够保证工作面初采期间后溜机尾、回风隅角瓦斯保持较低浓度，约0.65%，解决了1209 工作面初采期间瓦斯管理难、易超限问题。回风隅角和采空区瓦斯分布、流向图见图2。

图2 回风隅角和采空区瓦斯分布、流向图

2.2 综放工作面回采阶段高抽巷作用

随着工作面向前推进，伪顶、老顶持续垮落并填实采空区，由于工作面采空区与高抽巷已经相通，故木剁支护已没有必要。此时，工作面采煤强度增大，可将风量适当增加至2 700 m3/min，并通过调节高抽巷负压与蝶阀角度将高抽巷气量增加至800 m3/min。高抽巷对于采空区的瓦斯抽采可较大幅度降低采空区瓦斯涌向工作面，降低工作面瓦斯浓度，提升作业环境安全系数，为安全生产提供必要的安全保障；工作面风量部分通过后溜、工作面上隅角进入高抽巷，可解决上隅角瓦斯易积聚难题；同时高抽巷为高浓度瓦斯提供了一个安全出口，大大降低工作面风流、回风流瓦斯浓度。经过整个回采阶段各地点瓦斯浓度和高抽巷气量纯量数据记录整理得治：工作面绝对瓦斯涌出量25 m3/min，高抽巷气量800 m3/min，纯量16.2 m3/min，工作面回风巷风流瓦斯浓度0.51%，回风流瓦斯浓度0.46%。回风隅角、采空区和回风巷瓦斯分布、流向图见图3。

图3 回风隅角、采空区和回风巷瓦斯分布、流向图

2.3 综放工作面回撤阶段高抽巷作用

工作面回撤阶段，高抽巷依旧为工作面瓦斯保驾护航。该工作面采用局部通风机回撤，通风机出口风量为420 m3/min，工作面内风速较低，瓦斯易积聚于工作面上隅角，给回撤工作增添风险，此时须将高抽巷气量调为110 m3/min，观察到工作面隅角处风量微微流向高抽巷即可，此时工作面上隅角瓦斯浓度与风流瓦斯浓度所差无几，保证工作面顺利回撤。回撤工作面重要地点风量、瓦斯、抽采量图见图4。

3 综放工作面布置高抽巷的优缺点

3.1 优点

1209 高抽巷在工作面布置期间投入了大量的人、财和设备，特别是对高抽巷层位的研究、模拟实验、决策与部署，不但解决了工作面瓦斯难管理、易超限的问题，还为后期工作面开采积攒了经验。1209高抽巷的投入使得1209 工作面瓦斯在整个开采周期处于安全稳定的范围，为公司安全高效生产奠定了坚实的基础。

图4 回撤工作面重要地点风量、瓦斯、抽采量图

3.2 缺点

1）由于1209 高抽巷为全岩巷道，掘进速度慢，工期长，已造成采掘衔接紧张。

2）高抽巷层位难以把握、易于失败，须经过前期大量的模拟计算得出，在实际掘进中应根据具体情况作出相应调整。

3）高抽巷内瓦斯浓度较高，如管路发生泄漏，已造成瓦斯事故。

4 结语

潞安集团司马煤业公司通风部通过实际研究，对1209 工作面初采、回采和回撤期间采取的瓦斯防范措施，通过实际应用确保了1209 工作面能够安全高效回采。