趙樹(shù)華

（黑龍江，七臺(tái)河，154600）

低瓦斯礦井老塘回風(fēng)處理回采面上隅角瓦斯超限的試驗(yàn)

趙樹(shù)華

（黑龍江，七臺(tái)河，154600）

文章闡述了低瓦斯礦井開(kāi)采深部時(shí)，回采面上隅角瓦斯超限給安全帶來(lái)了威聶，提出了老塘回風(fēng)解決上隅角瓦斯超限的途徑。

上隅角；瓦斯超限；老塘回風(fēng)

井下采掘作業(yè)場(chǎng)所瓦斯積聚與超限是礦井生產(chǎn)的重大安全隱患，因而也是礦井瓦斯管理的關(guān)鍵。龍湖分公司雖為低瓦斯礦井，但隨著開(kāi)采水平的逐步延深、采掘布局向深部發(fā)展、瓦斯賦存和涌出量逐步增大，出現(xiàn)了掘進(jìn)工作面瓦斯涌出異常、回采工作面上隅角瓦斯超限積聚的問(wèn)題，對(duì)礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成了極大的威脅。針對(duì)這些情況，研究試驗(yàn)處理瓦斯超限積聚的方法和措施、探索低瓦斯礦井中高瓦斯面瓦斯管理的新途徑，對(duì)加強(qiáng)龍湖分公司深部開(kāi)采的瓦斯管理、杜絕瓦斯事故至關(guān)重要。

一、478采煤工作面概況。

龍湖分公司478采煤工作面回采的是三采區(qū)62C煤層，工作面邊界為一傾向大斷層。工作面上巷長(zhǎng)510米，下巷長(zhǎng)580米，平均工作面長(zhǎng)度120米，平均采高1.5米，平均傾角32゜。工作面通風(fēng)方式為U型上行通風(fēng)，配風(fēng)量為310m3/min。當(dāng)該工作面沿走向推進(jìn)100米時(shí)，上隅角瓦斯逐漸增高，但均在1%以下。當(dāng)該工作面沿走向推進(jìn)120米時(shí)，上隅角瓦斯在切頂線處瓦斯?jié)舛葹?.6%，在切頂線以內(nèi)1.2米處瓦斯?jié)舛葹?%，形成瓦斯積聚。鑒于已危及到安全，被迫停止了該工作面的生產(chǎn)。

1、上隅角瓦斯積聚原因分析。根據(jù)該工作面所處位置的地質(zhì)構(gòu)造情況，結(jié)合瓦斯賦存的特點(diǎn)和規(guī)律綜合分析，認(rèn)為導(dǎo)致該工作面上隅角超限的主要原因是：(1)工作面位置處于深部開(kāi)采的瓦斯帶。該工作面開(kāi)采深度的310米，標(biāo)高為－153米，且該煤層無(wú)露頭，頂?shù)装鍑鷰r透氣性差，煤化程度高，致使該煤層瓦斯賦存量高。(2)受采動(dòng)影響，該工作面上部煤層底板遭到破壞，透氣性增強(qiáng)。該工作面上部煤層是與其相距10米，采高0.5米的不可采煤層。該煤層底板遭到破壞后，其賦存的瓦斯由于卸壓作用而運(yùn)移到該工作面采空區(qū)側(cè)，并在上隅角處積聚。(3)由于瓦斯的比重較輕，在采空區(qū)側(cè)瓦斯因微風(fēng)條件形成層狀分布，且因工作面傾角較大，引起層流狀態(tài)的瓦斯沿采空區(qū)上浮，導(dǎo)致上隅角瓦斯積聚。(4)由于工作面采用U型方式的上行通風(fēng)，上隅角為工作面通風(fēng)死角，風(fēng)流停滯，積聚的瓦斯不能被沖淡和排除。

2、采取的措施與老塘通風(fēng)方案的確定。針對(duì)478采煤工作面上隅角瓦斯超限，工作面停產(chǎn)的實(shí)際情況，采取了多項(xiàng)措施進(jìn)行治理。(1) 加大配風(fēng)量稀釋瓦斯。工作面風(fēng)量由310m3/min調(diào)整到540m3/min。由于上隅角瓦斯超限位置靠近老塘處，因而效果不明顯。(2)工作面上出口處設(shè)導(dǎo)風(fēng)障，引導(dǎo)風(fēng)流稀釋上隅角瓦斯。該措施取得了一定效果，切頂線處瓦斯得到了控制，濃度均在 1.5%以下，但是靠近老塘處的瓦斯依然超限，工作面不能恢復(fù)生產(chǎn)。在采取上述措施上隅角瓦斯?jié)舛热圆荒艿玫娇刂频那闆r下，我們提出了兩項(xiàng)根治上隅角瓦斯超限的方案：一是沿上巷降段重新施工一條上巷，利用原上巷作為尾排巷道排放瓦斯；二是利用上片盤回采過(guò)的老塘進(jìn)行通風(fēng)稀釋上隅角瓦斯。

經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析對(duì)比，認(rèn)為降段施工假巷要留煤柱，不但造成資源丟失，而且由于施工假巷時(shí)間長(zhǎng)對(duì)生產(chǎn)影響大；同時(shí)在距離瓦斯積聚地點(diǎn)較近放炮時(shí)也有一定的危險(xiǎn)性。而采用老塘回風(fēng)方案不需增加任何工程，恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)間短；且能為龍湖分公司深部開(kāi)采時(shí)的瓦斯管理探索新的方法和途徑。

二、老塘回風(fēng)的理論分析。

為了采用老塘回風(fēng)處理478工作面上隅角瓦斯超限和積聚，我們對(duì)老塘回風(fēng)可行性以及478工作面通風(fēng)方式進(jìn)行了理論上的分析研究。

1、老塘回風(fēng)可行性分析。老塘回風(fēng)最大的危害就是：將老塘瓦斯帶出造成瓦斯事故；促進(jìn)老塘內(nèi)煤碳自燃引發(fā)火災(zāi)事故。而龍湖分公司開(kāi)采的所有煤層均不具有自燃性，因而老塘回風(fēng)不會(huì)引發(fā)因煤碳自燃而發(fā)生的火災(zāi)事故；在回采零片與一片左 62C時(shí)，回風(fēng)中沒(méi)有瓦斯，因而預(yù)計(jì)老塘內(nèi)不會(huì)有太大量的瓦斯積存。由于零片左 62C的回風(fēng)不經(jīng)過(guò)其它采掘場(chǎng)子的安全出口直接進(jìn)入總排，因而即使老塘內(nèi)有瓦斯積存，由于總排風(fēng)量較大，也不會(huì)給安全生產(chǎn)帶來(lái)威脅。

2、478工作面通風(fēng)方式理論上的分析。478工作面原通風(fēng)方式如圖1。由于采用U型通風(fēng)方式，采煤工作面上隅角處形成了死角，導(dǎo)致了瓦斯超限。

圖1 原通風(fēng)方式1－零片石門 2－密閉 3－零片左62C 4－乏風(fēng) 5－一片左62C 6－一片石門 7－通車門 8－新風(fēng) 9－工作面 10－二片石門 11－二片左62C

圖2 老塘通風(fēng)后通風(fēng)方式1－零片石門 2－調(diào)節(jié) 3－零片左62C 4－乏風(fēng)5－一片左62C 6－一片石門 7－通車門 8－新風(fēng)9－工作面 10－二片石門 11－二片左62C 12－老塘

478工作面采用老塘回風(fēng)方式如圖2。將零片左62c密閉變成調(diào)節(jié)后，478工作面形成了老塘回風(fēng)，工作面通風(fēng)方式改變成了偏w型，從而使上隅角處有了風(fēng)流流動(dòng)，能夠稀釋上隅角積聚的瓦斯。

3、老塘回風(fēng)處理上隅角瓦斯超限的技術(shù)措施。采取老塘回風(fēng)解決回采工作面上隅角瓦斯超限問(wèn)題，是在正確分析了上隅角瓦斯積聚原因的前提下，充分利用回采工作面通風(fēng)方式與上隅角瓦斯?jié)舛鹊南嗷リP(guān)系，把通風(fēng)瓦斯管理基礎(chǔ)理論應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐。主要技術(shù)原理的技術(shù)要點(diǎn)是：(1)利用回采工作面偏W型通風(fēng)方式，使上隅角處風(fēng)流增大，促使上隅角處瓦斯隨風(fēng)流排除。(2)利用老塘回風(fēng)，人為的形成一條尾排巷道，使切頂線以里的上隅角瓦斯隨著風(fēng)流進(jìn)入老塘，通過(guò)老塘形成的尾排巷進(jìn)到回風(fēng)流中。根據(jù)478上隅角瓦斯積聚原因分析，其積聚瓦斯來(lái)源主要是上部煤層和采空區(qū)兩部分。老塘回風(fēng)后，上隅角處風(fēng)流增大，瓦斯被 稀釋排除。(3)沒(méi)采用老塘回風(fēng)時(shí)，工作面是U型通風(fēng)方式，其上隅角是死角，無(wú)風(fēng)流流動(dòng)，同時(shí)也是上部煤層涌出瓦斯和采空上浮瓦斯易積聚的地方，所以導(dǎo)致瓦斯積聚；而采用老塘回風(fēng)，工作面形成偏W型通風(fēng)方式，其上隅角處風(fēng)流加快。使上隅角瓦斯被風(fēng)流帶走。

三、老塘回風(fēng)方案的實(shí)施與效果。

根據(jù)研究的方案和措施，將 478工作面其回風(fēng)道右側(cè)的左零片 62C密閉變成調(diào)節(jié)形成老塘回風(fēng)，老塘回風(fēng)量為120m3/min，工作面回風(fēng)量為540m3/min。上隅角瓦斯?jié)舛认陆档?0.2%－0.4%，最高為 0.6%；工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛嚷杂邢陆?；老塘回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.6%－0.8%；進(jìn)入回風(fēng)道后，瓦斯?jié)舛葹?0.3%－0.5%。鑒于老塘回風(fēng)取得明顯效果，478工作面在停產(chǎn)了3天后，重新恢復(fù)了生產(chǎn)。

四、結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)龍湖分公司利用老塘回風(fēng)處理和防止回采工作面上隅角瓦斯超限的研究試驗(yàn)，總的分析認(rèn)為該方法在防止和處理異常瓦斯區(qū)、傾斜煤層U型通風(fēng)方式的回采工作面上隅角瓦斯超限積聚，在操作上是可行的。

其缺點(diǎn)是老塘回風(fēng)易將上部老空區(qū)內(nèi)的瓦斯帶出，造成回風(fēng)道中瓦斯超限。要求對(duì)老塘回風(fēng)量的大小，必須根據(jù)不同條件進(jìn)行正確調(diào)整。

TU205

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1674-3954（2011）02-0180-01