高瓦斯自燃煤层综放工作面瓦斯综合治理.doc

高瓦斯自燃煤层综放工作面瓦斯综合治理
摘要：通过对高瓦斯自燃煤层综采放顶煤回采工作面的瓦斯涌出考察，对瓦斯涌出与风量、高抽巷布置、推进速度、周期来压的关系分析，提出瓦斯综合治理措施，在实践中取得较好成效。
关键词：高瓦斯；综采放顶煤；瓦斯治理
任楼煤矿是一座实际年生产能力260万t的现代化矿井，采用综采和综采放顶煤开采，矿井绝对瓦斯涌出量达36m3/min，相对瓦斯涌出量为8.32m3/t。综采放顶煤工作面的绝对瓦斯涌出量达30m3/min，其中风排约为20m3/min，抽放约为10m3/min。
由于综放面推进快、产量大，经常出现瓦斯浓度超限，局部最大达5％～8％，严重威胁矿井的安全生产。
综采放顶煤回采工作面概况
任楼矿现开采7煤层，该煤层倾角平均17°，煤层厚度5.0～6.0m，平均5.5m，煤层结构较复杂，内生裂隙发育，煤以块状及碎块状为主，煤层瓦斯含量平均为1.13cm3/g。
现综采放顶煤工作面均采用三巷布置，U+高位巷抽放巷模式，运输巷进风，风巷回风。工作面走向长800～1200m，工作面长度为175～200m,工作面配风量为1200～1800m3/min，工作面日产3000～5000t。
2综放面瓦斯来源和涌出规律
根据任楼矿地质资料，工作面瓦斯主要来源于煤层与围岩内赋存并能涌入到采面中的瓦斯气体。一部分来自于本开采煤层（煤壁、落煤及放顶煤），另一部分来自于受采动影响的邻近煤层及围岩之中。经过大量资料统计分析，任楼矿综放工作面瓦斯涌出一般规律为：在回风瓦斯总涌出量中，工作面空间的煤壁、落煤、支架顶部煤体涌出及漏风携带采空区涌出占43％；采空区通过上隅角瓦斯涌出占46％；进风及巷道围岩涌出占11％。来源于采空区的大部分瓦斯涌出为工作面上隅角的瓦斯涌出，上隅角瓦斯涌出的治理一直是综放工作面瓦斯防治的一大难题。同时，如何减少工作面回风流中的绝对瓦斯量，减少风排压力也是综放瓦斯防治的重点。
3影响综放面瓦斯涌出的主要因素
3.1瓦斯涌出量与工作面所配风量的关系
7219综放工作面瓦斯涌出量分布
地点风量/瓦斯浓度/瓦斯涌出量/所占比例/
M3·min-1％M3·min-1％合计1941――29.05100
回风巷14060.5812.3042.34
高抽巷50728.813.2945.75
煤层预抽2820.64.4615.35
由于采空区瓦斯是综放工作面瓦斯的主要来源，因此回风流中的瓦斯浓度并不是随工作面的配风量增大而降低。根据7219工作面实测，工作面的绝对瓦斯涌出量随工作面配风量的增加而逐步增加，工作面瓦斯浓度却缓慢下降，但当配风量增大到一定值后，瓦斯浓度开始增大，且幅度大，如图1所示。
3.2瓦斯涌出量与工作面回采推进速度的关系
由于煤体赋存瓦斯量大，煤层预抽时间短，回采推进度、割煤速度与工作面瓦斯涌出量有很大的影响。在风量一定的情况下，工作面产量越大，瓦斯涌出量也越大，但产量到一定数量后，瓦斯涌出量的增长幅度趋缓。
3.3瓦斯涌出量与顶板周期来压的关系
由于放顶煤采高大、冒落高，压力大，显现明显，采空区积存大量瓦斯，当顶板来压时，工作面煤壁压裂、片帮，煤体提前释放瓦斯，采空区垮落，采空区瓦斯大量涌入回采空间，造成工作面瓦斯浓度阶段性增大。根据现场实际观测，放顶煤工作面周期来压步距在15-17m，来压时，工作面瓦斯监测传感器浓度上升，报警次数增多。
3.4瓦斯涌出量与地质构造的关系
7219工作面煤岩层为一稍有起伏的近单斜构造，产状110～145°∠17°±。断层及裂隙较发育，且煤层较厚，局部瓦斯涌出量相对较高。在回采时，瓦斯涌出量明显增大。在打煤层抽放钻孔时，钻孔中有瓦斯涌出压力，瓦斯浓度在25％－45％。割煤后的工作面煤壁裂隙中，涌出的瓦斯浓度在14％－19％。
综放面瓦斯综合治理
采前预抽煤层瓦斯
在工作面回风巷施工与工作面煤壁平行的顺向抽放钻场，钻孔与煤壁近垂直布置，孔径75mm，间距10-15m，向斜区域钻孔间距5m，钻孔长度130m。井下建立临时抽放系统对采面进行采前预抽放和边采边抽。抽放瓦斯浓度最高达30.5％，一般在18％-20％，纯瓦斯抽放量在4.1—8.2m3／min。经过近1a对2311综放面边采边抽，提前处理了该工作面约12％-16％的瓦斯，为该综放工作面生产过程中的瓦斯治理打下了基础。
4.2合理配送工作面风量根据工作面实测风量与瓦斯涌出的关系，工作面配风量在1200-1400m3／min时，工作面涌出的瓦斯浓度控制在规定范围内，对安全生产影响最小。因此对该面的通风系统进行优化调整，将工作面配风量控制在1200-1400m3／min。同时，对回风巷进行增阻和工作面均压，加大采空区瓦斯处理量，大大减少了采空区向工作面回风流涌人的瓦斯量。
4.3合理布置高位抽放巷
采空区是综放面瓦斯的