1、常村礦綜采工作面上隅角瓦斯治理調研報告常村礦劉進平摘要：常村煤礦當前開采水平瓦斯涌出量大，采空區上隅角瓦斯治理情況尤為重要，故而對礦井的安全生產，造成了嚴重的威脅和影響，針對本礦實施的瓦斯治理措施，分析優劣， 借鑒瓦斯防治優秀礦井的瓦斯治理經驗，找出一條適合與本礦實際的綜采工作面瓦斯治理方案。關鍵字：上隅角；瓦斯治理；通風方式一、常村礦通風及綜采工作面瓦斯概況常村礦井通風方式是中央主、副立井和西坡進風立井進風，中央回風立井和西坡回風立井回風的混合式通風。主扇工作方法均為機械抽出式，其中中央主扇是軸流式風機，型號為AGF606-4.0-2.4-2，電機額定功率為4000kw，一臺運轉，一臺備用，

2、主扇調節采用靜葉聯調，該主扇設計排風14220-27240m3/min，負壓3920-4700P，中央主通風機主要為S1、S2、S3采區及N翼采區服務, 現階段主扇排風量347m3/s，負壓4130Pa；西坡回風立井安裝有兩臺型號為ANN-2884/1400N型同等能力的軸流式通風機，電機額定功率為1800kw，一臺運轉，一臺備用，該主扇排風量為224-289m3/s，負壓為2251-3886Pa，主要為S5、S6采區服務，現階段主扇排風量280m3/s，負壓2920Pa；礦井總回瓦斯濃度為0.21。整個礦井通風系統由南、北兩翼大并聯系統構成。根據常村煤礦2010年瓦斯鑒定結果，礦井瓦斯絕對涌

3、出量84.56m3/min，相對涌出量5.8m3/t；CO2絕對涌出量18.05m3/min，相對涌出量1.24m3/t。2010年經山西省煤炭工業局綜合測試中心檢驗：3號煤層煤塵具有爆炸性，煤層自燃傾向性等級為III類不易自然。常村開采3#煤層，可采高度平均6米，采煤方法為走向長壁采煤法，生產方式為綜采放頂煤，頂板管理方法為全部挎落法。常村煤礦現有三個綜采工作面：S0工作面、S3-9工作面、N3-3工作面，S0工作面及N3-3工作面采用內錯瓦排巷布置，S3-9工作面采用外錯尾巷布置，S0工作面配風量3700 m3/min，瓦斯絕對涌出量13 m3/min；N3-3工作面配風量2500 m3/

4、min，瓦斯絕對涌出量8 m3/min，S3-9工作面配風量4300 m3/min，瓦斯絕對涌出量30 m3/min，三個工作面均在上隅角使用壓入式局部通風機處理上隅角瓦斯。二、常村礦綜采工作面瓦斯治理現狀1、綜采工作面通風方式國內礦井的綜放工作面較常采用“U”型通風，但采用“U”型通風時，因在工作面采場范圍內只用1個出風口，這唯一的出風口也是采場范圍內唯一的最低壓力區，源源不斷的采空區瓦斯只能向該處涌出，而且壓力越低，瓦斯涌出量越大，即工作面配風量越大時，絕對瓦斯涌出量也就越大，往往造成綜放工作面上隅角瓦斯超限問題難以解決。常村礦在多年開采中，采用過三種巷道布置方式治理上隅角瓦斯。1）、“U

5、+I”內錯瓦排巷布置方式N3-3工作面及S0工作面都是大采高綜采工作面，采用內錯瓦排巷布置的U+I型“一進兩回”通風系統，即內錯瓦排巷沿走向布置，和進回風巷平行，一般沿本煤層頂板布置，內錯瓦排巷靠近回風巷，離回風巷水平距離一般未20-40米。但由于常村礦采高限制，工作面在推進過程中容易與瓦排巷導通，將切眼中的風流直接回至瓦排巷，采空區瓦斯從老塘涌出易在上隅角積聚，影響安全生產。為防止這種情況，在上隅角使用壓入式局部通風機用于稀釋上隅角瓦斯，還在回采工藝上做出以下要求：瓦排巷附近8組支架必須超前移架并及時打開逼幫板，以防止瓦排巷與工作面大面積導通，影響采空區瓦斯排放作面瓦排巷處采高要控制在2.9

6、至3.0米，工作面瓦排巷前、后段支架要逐步隨齊機組割過瓦排巷時，支架工要嚴格執行超前追機移架制度，防止瓦排巷與工作面大面積導通造成風流短路；瓦排巷至機尾段，頂煤必須放空、放徹，一方面減少采空區留煤，降低瓦斯涌出，另一方面確保瓦排巷與工作面、采空區的導通狀態，增加瓦排巷的瓦斯排放效果。還必須在瓦排巷底部平行巷道鋪設尼龍網和風筒布，形成人工假底，避免回采過程中支架架前漏空出現風流短路。內錯瓦排巷布置巷道治理瓦斯，現場管理難度大，上隅角瓦斯治理效果不理想。2）、“U+L”型外錯尾巷布置方式S3-9工作面采用外錯尾巷布置的U+L型“一進兩回”通風系統，即外錯尾巷布置與工作面外部的軌道回風順槽外側，沿著

7、走向布置，與軌道回風順槽水平距離為20-40米，處于開采煤層的底部，尾巷與軌道回風順槽采區雙巷布置，每間隔50米在兩巷之間布置一條橫貫，在橫貫內設置擋風墻，并且按照實際的需要調整所開窗口的大小，以控制軌道回風順槽和瓦斯尾巷的風量。采用外錯尾巷布置方式，可以有效地控制采空區瓦斯流向，不進入工作面，防止回風隅角瓦斯積聚，但軌順與尾巷之間每隔50米施工一個橫貫，巷道準備工程量大，回采過程中需在工作面鄰近橫貫內及上隅角打設木垛等加強支護，沿空護巷困難。綜合以上兩種通風方式，從施工管理角度考慮，“U+I”型內錯瓦排巷相對于“U+I”型外錯尾巷更加簡單安全：1、布置內錯瓦排巷比外錯尾巷工程量少，易于維護。

8、2、內錯瓦排巷受壓小，一直處于暢通的全負壓通風狀態，通風良好，通過風量大。3、通風管理簡單，不需人員進入瓦排巷深部，安全可靠，減少了大量密閉工程。從瓦斯治理角度考慮，內錯瓦排巷吸風口比上隅角在空間位置上和壓力分布上都處于“優勢”地位，有利于控制回采工作面采空區涌出的瓦斯。但由于常村礦主采的3#煤層，平均厚度為6米，工作面切眼高3米，內錯瓦排巷高3米，工作面在推進過程中，切眼容易與瓦排巷大面積導通，造成風流短路，給上隅角瓦斯治理帶來很大的困難。所以相對于內錯瓦排巷來說，雖然外錯尾巷有巷道施工量大、沿空留巷維護困難等缺點，但對于常村礦的條件來說，外錯尾巷是相對理想的綜采工作面通風方式。3）“Y+L

9、”型“兩進一回”通風方式2009年我礦為了擺脫綜采工作面上隅角對局部通風機地依賴，在S5-8工作面外錯尾巷布置的基礎上，調整通風系統，將工作面軌道順槽改為進風，利用橫貫往尾巷回風，試驗“兩進一回”的“Y+L”型通風方式。“Y+L”型“兩進一回”通風方式最大的優點就是能夠取消上隅角風機的使用，還可以防止周期來壓期間采空區瓦斯向工作面空間大量釋放導致瓦斯超限。管理難點：（1）為維護沿空留巷及橫貫的有效通風斷面，必須打木垛維護頂板，工作量大，今后應進一步探討更加高效的支護方式。（2）為保證軌順的有效進風，未使用的橫貫必須嚴密封堵，嚴禁短路。由于沿空留巷支護難度大，很難保證工作面回風暢通，雖然能夠取消

10、上隅角風機，但還是不適用于我礦綜采工作面瓦斯治理。2、抽采方面常村礦在綜采工作面主采的3#煤層煤層由于透氣性較差，屬于較難抽采煤層。現階段在綜采工作面布置的瓦斯預抽鉆孔，由于抽采時間短，抽采效果不佳，同時布置的煤層邁步鉆場，由于受到錨桿與錨索的影響，造成鉆孔漏氣、泄壓，難以達到預抽效果，難以有效地治理上隅角瓦斯。結合我礦所采用的各種解決綜采工作面瓦斯治理難題的措施，都不能夠徹底擺脫上隅角對局部通風機的依賴，還必須找出一條適合于本礦的綜采工作面瓦斯治理途徑。三、常村礦治理綜采工作面瓦斯初步方案為了更好的治理我礦綜采工作面瓦斯，我礦通過完善抽采方式、加大工作面配風量、完善采煤面通風方式三大途徑進行

11、上隅角瓦斯治理，確保我礦安全有序生產。1、完善抽采方式1）、參觀、考查、調研2011年3、4月份，通風科組織人員到晉煤、溫莊、上莊、漳村等相關單位參觀、學習，開拓思路并結合我礦實際，選取適合于常村礦的抽采方式。其中漳村礦采用在頂板直接向采空區方向打設鉆孔進行裂隙帶抽放；上莊礦采用在回風順槽布置鉆場向工作面方向打設鉆孔進行裂隙帶抽放；溫莊礦采用在回風順槽工作面煤幫側向回風隅角方向打設鉆孔（俗稱邊孔）進行裂隙帶抽放，均取得了良好的瓦斯治理效果。2）與科研單位合作與中國礦業大學（北京）合作完成上隅角瓦斯防治研究，選擇合理的抽采方式。經過以上三個礦的現場學習，結合常村煤礦綜采工作面巷道布置、采掘部署及

12、地質情況實際以及中國礦業大學（北京）上隅角瓦斯治理研究，常村煤礦決定在N3-8工作面采用“回風順槽巷幫邊孔+回風巷頂板裂隙帶鉆孔”兩種抽采方式解決上隅角瓦斯問題：（1） 回風順槽巷幫邊孔：回風順槽里煤墻巷幫向工作面方向打設裂隙帶鉆孔，并網到低負壓瓦斯抽采系統，鉆孔布置方式如下：鉆孔間隔2米，方位角向工作面方向偏45度，傾角20度，終點距開孔處抬高41.5米，距3#煤層頂板向上40米，采用94mm鉆頭鉆進，孔口采用113mm鉆頭擴孔15米，封孔采用手動封孔泵封孔12米，封孔孔徑75mm，并網采用80mm鎧裝管并網。（2）回風順槽每隔20m向頂板方向打設裂隙帶鉆孔。鉆孔終孔位置深入頂板30m，每排

13、布置8個鉆孔，鉆孔間距500mm，鉆孔終孔間距2米，覆蓋范圍從軌順覆蓋到瓦排巷前進方向右幫（40米），鉆孔施工孔深120米，傾角14度，組間距30米。采用94mm鉆頭鉆進，孔口采用113mm鉆頭擴孔15米，封孔采用手動封孔泵封孔12米，封孔孔徑80mm，并網采用80mm鎧裝管并網。3）、建立井下移動抽采系統常村煤礦已于2007年建成地面固定式瓦斯抽采系統并投運，隨著采掘延伸，現地面泵站與各主要生產采區（S3采區3650m、S5采區4872m、N3采區5094m）距離較遠，敷設低負壓抽采系統主、干管路投資較大，為減少投資并有效解決上隅角瓦斯問題，決定在S3、S5、N3采區建立井下移動瓦斯抽采泵站

14、。擔負礦井各采區低負壓瓦斯抽采任務，目前各項工作正按計劃實施。2、加大配風量風量不足是制約綜采工作面瓦斯治理的一個重大問題，目前在常村煤礦由于抽采率偏低，風排瓦斯占總瓦斯涌出量的65%以上，而2011年常村礦產量壓力大，風量分配更趨緊張，配風對瓦斯治理的影響更加顯著。為確保安全生產，必須完成降阻、西坡主扇改造、王村主扇投運等重點工程，擴大通風能力。1）、實施降阻工程根據2009年礦井通風阻力測定西坡風井通風路線阻力分布圖，西坡阻力超標主要因為主扇能力不足、局部幾個地點斷面較小、風阻較大，風速超限并應進行降阻改造2）、西坡主扇改造改造西坡主扇，提升主扇供風能力。3）、王村主扇投運目前470水平開拓供風由中央主扇擔負，造成中央主扇負壓偏高，王村主扇投運后，470水平用風由王村擔負，將大大緩解整個礦井風量緊張的局面。以上措施采取后，礦井通風能力將大幅提升，風量緊張的局面將有效改觀，綜采工作面配風量將可以明顯增加。今后，采煤工作面正常配風不得低于3000 m3/min，初采期間配風量原