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大采高工作面瓦斯治理经验总结及探讨

大采高工作面瓦斯治理经验总结及探讨

? 晋城煤业集团寺河矿开采煤层为3#煤,煤质以亮煤为主,煤的瓦斯吸附能力强,煤层赋存稳定,平均煤厚6.2 m。由于煤层顶、底板均为透气性差的砂质泥岩和粉砂岩,对煤层瓦斯的逸散起到封闭作用,煤层瓦斯含量为7 m3/min~9 m3/min,瓦斯含量随埋藏深度增加而增加。煤层无煤与瓦斯突出危险,煤尘无爆炸性,无自然发火倾向。2301大采高工作面走向长1 661 m,倾斜长220 m,倾角平均3°,设计采高5.2 m,百米掘进巷道瓦斯涌出量为0.1 m3/min~0.5 m3/min,工作面绝对瓦斯涌出量为80 m3/min,煤层透气性系数1×10-1 md~1×10-2 md, 在工作面顺层布置抽放钻孔长度3万m,抽放纯瓦斯6.5 m3/min。

1 问题的提出

  寺河矿开采深度平均距离地表200 m~350 m,在煤质相同条件下瓦斯含量明显比煤层赋存较浅的老矿井大,矿井瓦斯涌出量随开采强度增加而增加,由于掘进巷道断面大,暴露煤体面多,瓦斯涌出量大,给瓦斯治理带来更大困难。碰到地质构造带,煤质松软,煤的空隙、缝隙、裂隙发育,由于煤层顶、底板透气性差,瓦斯不容易逸散,故造成瓦斯涌出异常,也给掘进、回采带来不利影响。该工作面设计参照美国亚美大陆公司设计采用尾部通风的方式,5巷布置,三进两回,在生产过程中,顺槽巷道垮落严重,直接影响工作面回风,造成工作面瓦斯超限,另外采空区涌出大量瓦斯造成回风道瓦斯超限,严重制约着安全生产。

2 瓦斯综合治理措施

2.1 上隅角瓦斯治理

  由于2301大采高工作面修改设计后通风方式为尾部通风,布置5条巷道(3条进风巷和2条回风巷),开采初期效果较好,但随着工作面不断推进,尾部冒落严重,回风困难,采空区瓦斯涌出量大,工作面及回风道瓦斯超限现象时有发生。结合工作面5巷布置的特点,寺河矿改变通风方式,采用偏Y型通风方式,在A点进行人为调整风压,使工作面涌出的瓦斯向采空区方向流动。为解决上隅角瓦斯对工作面出煤的影响,必须加强上隅角处巷道的维护工作,打两排木柱,保证风路畅通。为解决采空区瓦斯的涌出造成回风瓦斯超限现象,也要封闭与采空区相连通的所有横贯,以减少采空区漏风。另外,可通过3S巷补充新鲜风来满足工作面回风瓦斯放限后的要求,通过在B点调节消除盲巷在生产过程中的存在。

2.2 工作面落煤过程中瓦斯的治理

  由于工作面瓦斯预抽时间较短而且生产能力大,故瓦斯涌出量大。仅落煤瓦斯涌出量就达30 m3/min,寺河矿采取风排加抽放的办法来解决工作面瓦斯的涌出。

  在工作面风速不超限的前提下,给工作面配风量达4 000 m3/min~5 000 m3/min,利用顺槽下风侧顺层瓦斯抽放钻孔抽卸压带瓦斯,超前工作面10 m~50 m加强卸压带瓦斯抽放,为保证抽放浓度,控制5 m范围报废钻孔,采用本煤层边采边抽的办法,大大增加了抽放率,瓦斯治理效果明显。对没有被抽走随煤体破碎进入工作面的瓦斯,靠风排的办法也可解决。

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