趙智 鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司曉南礦

一、工作面概況

（一）工作面位置

W2-721工作面地表位于張莊村東部,有一個(gè)液化氣站、部分民房、商戶及平坦耕地,采動(dòng)影響范圍內(nèi)涉及兩條村級(jí)公路（曉南礦-張莊;宋荒地村-汪荒地村）、三條高壓線（兩條：曉南礦-張莊6KV）、五條通訊電纜，標(biāo)高+68--+78m。井下位于曉南井田西二采區(qū)的南部；該工作面西、北部以F23-4斷層為界；南至7-2#煤層可采邊界；東部與W-720工作面采空區(qū)相鄰。上部4不可采，由北向南逐漸尖滅；與上部4煤層間距14～21m，平均17m；下部為8煤，厚度0.65m，與8煤層間距11m～13m，平均12m。

（二）煤層及煤質(zhì)

煤層情況：W2-721工作面所開采的煤層為上含煤段的7-2煤,煤層厚度1.54m～4.60m,平均厚度2.84m，煤層南部薄,向北逐漸增厚。煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸2～10層，巖性為泥巖、炭質(zhì)泥巖，厚度0.11～0.80m。煤層呈條帶狀結(jié)構(gòu),貝殼斷口,瀝青光澤，節(jié)理發(fā)育。

煤質(zhì)情況：本工作面開采煤層為長(zhǎng)焰煤,煤質(zhì)較好。工作面的煤質(zhì)化驗(yàn)成果采用掘進(jìn)時(shí)的凈煤工業(yè)指標(biāo)為：水份(Mt):8.60%%%,灰份(Ag):22.54%,發(fā)熱量(Qnet,ar):22.19MJ/kg。已相鄰W2-720工作面揮發(fā)分指標(biāo)作為本工作面的揮發(fā)分指標(biāo)：揮發(fā)分(Vr)39.21%;

二、頂板復(fù)合煤層頂板布置下行通風(fēng)存在的問題

（一）下行通風(fēng)前隅角的瓦斯治理問題。

（二）易自燃煤層的采空區(qū)自然發(fā)火防治問題。

（三）為治理下行通風(fēng)前隅角瓦斯問題增加工作面風(fēng)量容易引起采空區(qū)浮煤自燃。

（四）前隅角埋管改變采空區(qū)場(chǎng)流方向，增大采空區(qū)漏風(fēng)，易引起采煤區(qū)浮煤自燃。

由以上問題可以看出在頂板復(fù)合層厚且為下行通風(fēng)時(shí)，為防治瓦斯而采取的措施對(duì)采空區(qū)自然發(fā)火有一定的影響，造成下行通風(fēng)工作面防治瓦斯與防止自然發(fā)火相互制約的問題，在如何解決此問題應(yīng)制定相應(yīng)的措施。

三、問題的分析與解決方案

為解決該工作面回采期間下行通風(fēng)帶來的瓦斯防治難點(diǎn)及頂板復(fù)合煤層易自燃所帶來的自然發(fā)火隱患，我礦經(jīng)研究決定，針對(duì)上述存在的問題進(jìn)行分步驟、分層次、分主次的方案進(jìn)行實(shí)施。

（一）立體式布孔有效解決前隅角及工作面瓦斯問題

1.瓦斯抽采系統(tǒng)布置情況。曉南礦地面泵站安裝6臺(tái)水環(huán)式真空泵,型號(hào)分別是2BEC-42、2BEC52、CBF-730，額定抽采量分別是120、250、550m3/min。工作面回順接設(shè)一趟∮273mm瓦斯管路、一趟∮400mm瓦斯管路，同時(shí)在運(yùn)順接設(shè)一趟∮273mm瓦斯管路抽采前隅角瓦斯。

2.立體式布孔方案。瓦斯抽采鉆孔布置參數(shù)一般包括孔徑、方位角、傾角、孔長(zhǎng)等，鉆孔參數(shù)選擇主要依據(jù)工作面瓦斯來源、采空區(qū)瓦斯分布、采空區(qū)頂板裂隙帶位置、采場(chǎng)礦壓及頂板賦存條件等因素。由于該工作面為下行通風(fēng)，瓦斯比空氣密度小，采空區(qū)內(nèi)的瓦斯向前隅角運(yùn)移，容易造成前隅角瓦斯超限，我礦采用立體式布孔，有效解決了前隅角瓦斯問題。

（二）立體式布孔在下行通風(fēng)工作面瓦斯防治效果評(píng)價(jià)

工作面配風(fēng)量1100m3/min，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.6%，風(fēng)排瓦斯量為6.6m3/min，抽采瓦斯量為10.01m3/min，工作面絕對(duì)瓦斯涌出量16.61m3/min，抽采率為60.3%，其中運(yùn)順埋管抽采量為7.24m3/min，占絕對(duì)瓦斯涌出量的43.59%，證明運(yùn)順埋管對(duì)于瓦斯治理起到關(guān)鍵作用；回順鉆孔及高位鉆場(chǎng)抽采量為2.77m3/min，占總抽采量的16.67%。

四、分層次布置注水孔、搭接式注水防止采空區(qū)浮煤自燃

（一）回采前開切折疊式注泥孔防止開切眼煤柱自燃

在運(yùn)、回順隅角噴漿段利用手持式風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)每間距3m施工1個(gè)注泥孔，鉆孔在巷道腰線以上，孔深2m，孔內(nèi)安設(shè)1.5m長(zhǎng)1吋管，利用聚氨酯對(duì)鉆孔進(jìn)行封孔，利用阻泥泵通過1吋管對(duì)煤壁進(jìn)行注阻化劑（白泥；氯化鎂）。

（二）回采期間利用注水孔搭接式注水對(duì)采空區(qū)全面布控，防止采空區(qū)浮煤自燃

該工作面為下行通風(fēng)，隨工作面的回采采空區(qū)內(nèi)的三帶發(fā)生變化，經(jīng)埋管測(cè)量采空區(qū)內(nèi)的氧氣情況，氧化帶向采空區(qū)內(nèi)部延深至17~98m，使采空區(qū)內(nèi)的浮煤在氧化帶滯留的時(shí)間較長(zhǎng)，容易發(fā)生采空區(qū)浮煤自燃的現(xiàn)象，為角決此問題，我礦采取了注水孔搭拉式布置，利用鉆機(jī)在運(yùn)順、回順鉆場(chǎng)內(nèi)、高位鉆場(chǎng)內(nèi)、舊巷內(nèi)施工消火孔，實(shí)現(xiàn)注水孔搭接式布置，使采空區(qū)內(nèi)使用注水孔全面布控，向采空區(qū)大范圍注水，使其氧化帶內(nèi)浮煤不能積聚熱量，有效控制采空區(qū)內(nèi)的自然發(fā)火現(xiàn)象。

五、總結(jié)

在頂板復(fù)合型煤層中布置下行通風(fēng)時(shí)，需面對(duì)著瓦斯治理及采空區(qū)自燃發(fā)火的危險(xiǎn)，為確保安全生產(chǎn)，在下行通風(fēng)的瓦斯治理中應(yīng)采取立體式布孔方式對(duì)回采工作面采空區(qū)進(jìn)行瓦斯抽采工作；在防止采空區(qū)遺煤自然發(fā)火的工作中，應(yīng)采區(qū)分層次、搭接式注水的方式進(jìn)行防火工作。我礦在頂板復(fù)合型煤層下行通風(fēng)中，針對(duì)瓦斯、自然發(fā)火防治采取了有效的手段，確保了該工作面的安全回采。