浅谈煤矿综采放顶煤瓦斯综合治理技术

摘要：综采放顶煤开采技术的应用发展受制约的因素很多，但主要表现为工作面防火（综放面煤层无自然发火现象）、防瓦斯、防煤尘以及提高采区和工作面采出率等方面。本文主要探讨煤矿综采放顶煤瓦斯综合治理技术，通过对综放工作面瓦斯涌出特点的分析， 分析了影响综放面瓦斯涌出的主要因素，提出了综合治理瓦斯的方法， 以确保安全生产。

关键词：煤矿，综采放顶煤，治理

Abstract: The fully mechanized caving mining technology development limited application of many factors, but mainly for working face of fire prevention (fully mechanized coal face no spontaneous combustion phenomenon), prevent gas, prevent coal dust and improve the working area and recovery rate, etc. This paper mainly discusses the fully mechanized caving coal gas comprehensive treatment technology, through to the fully mechanized coal face analysis of the characteristics of the gas emission, this paper analyzes the impact of the fully-mechanized sublevel caving face gas emission main factors, put forward the integrated management of gas method, in order to ensure the safety in production.

Keywords: Coal mine, fully mechanized caving coal face, management

中图分类号： X752 文献标识码：A文章编号：

1引言

综采放顶煤开采技术具有高产、高效、低耗等优点，己经成为今后煤炭开采技术的发展方向之一。然而，在高瓦斯矿井，甚至某些低瓦斯矿井瓦斯超限及潜在的瓦斯灾害危险，成为制约综采放顶煤技术推广应用的“瓶颈”。工作面推进速度越快，产量越高，落煤、放煤煤体涌出的瓦斯量越大，新暴露的工作面煤壁释放瓦斯时间短，涌出的瓦斯量也越大。经采用采前预抽、边掘边抽、边采边抽、高抽钻孔、上隅角埋管抽放瓦斯、加大配风量及工作面沿顶板布置走向高位巷排放瓦斯等综合治理措施后，解决了回采过程中的瓦斯超限问题，确保了该块段的安全采出，为今后煤层综采放顶煤工作面瓦斯综合治理起到了成功的借鉴作用。

2综放开采瓦斯的涌出特点

综放开采与其他分层开采不同，其工作面与煤层相对位置发生了变化，是沿底板开采。一般前后两部输送机运输，一次采高大，生产能力大，上部破碎煤体向支架窗口流动，受顶板冒落作用放煤不均匀，促成瓦斯涌出也不均匀，加之防火注氮的影响，致使综放开采瓦斯涌出问题出现了新的特点，成为影响工作面单产的重要因素，同时给安全生产带来了新的问题。

由于综放是沿底板开采，其瓦斯来源不同于一般分层开采。一般分层开采是沿顶板或假顶开采，瓦斯来源主要是工作面煤壁及割落的煤体。根据瓦斯资料表明，煤壁及采落煤体的瓦斯涌出量仅占25%，其余均是支架上方煤体产生的。有了瓦斯积存，其浓度达到爆炸界限，再有外因火源的条件下即可产生瓦斯爆炸。从实际情况分析，引起瓦斯爆炸的条件有：电气不防爆产生火花引起瓦斯爆炸；采空区发火伴生瓦斯爆炸；大块岩石冒落与支架碰撞产生火花引起爆炸；放煤窗口放炮处理大块煤体可引起爆炸；煤体高温氧化引起爆炸；移架时支架摩擦易引起瓦斯爆炸。

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配风量的关系

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。当配风量增大到一定值后，瓦斯浓度开始增大，幅度大。

3.2瓦斯涌出量与联络巷间距的关系

进风风流进入采空区，采空区的瓦斯在采空区风流的作用下经过联络巷进入尾巷直接排出到盘区总回风巷。随着联络巷进入采空区距离的增大，其排放采空区瓦斯效果逐渐减小，采空区的瓦斯从上隅角涌出逐渐增大。

3.3瓦斯涌出量与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。

3.4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14~16 m，来压时，工作面瓦斯监测传感器浓度上升，报警次数增多。

4煤矿综采放顶煤瓦斯综合治理技术

4.1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2100~2400m3/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2100~2300m3/min。同时，对回风巷进行增阻和工作面均压，对尾巷进行减阻，增大尾巷配风量，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入的瓦斯量。

4.2先高档和综采后综放开采

经过抽放后还达不到开采要求的煤层，必须先沿顶板用综采或高档方法开采2～3层，至开采解放层释放瓦斯后再进行综放。采空区是综放面瓦斯的主要来源，处理采空区的瓦斯是综放面瓦斯治理的关键。采用尾巷排放采空区瓦斯是目前常用的方法。工作面原设计施工的联络巷间距为70m，沿煤层底板施工。根据实际使用情况分析后，进一步优化联络巷的布置方式和间距，将联络巷沿煤层顶板布置施工，直跨回风巷巷道顶部，联络巷的间距调整到35~40m，回采过程中，保留上隅角后部采空区向联络巷的通风通道，尾巷处理采空区瓦斯效果能力大大提高，收效显著。

4.3送顶板瓦斯巷或专门瓦斯尾巷

在采空区后方掘专门瓦斯尾巷，工作面前进采煤后部抽排瓦斯，这样采空区瓦斯由后部尾巷排出，或沿顶板掘送瓦斯巷，有利于排放本煤层及邻层渗透过来的瓦斯。

4.4高压注水软化煤层排放瓦斯

在煤层中进行高压注水，不但能软化煤体、降低粉尘，把煤层节理裂隙中的部分瓦斯排出，减少煤尘瓦斯含量，同时起到降温、增加湿度的作用，不易引起发火，可以防止瓦斯事故。

4.5从操作工艺上调节瓦斯涌出量

(1)控制放煤口放煤，不使放煤量过大，分多次放完，有限制地控制瓦斯涌出量。

(2)割煤放煤不要同时作业，以防止瓦斯叠加涌出。

(3)清理好后部溜子架子间的浮煤，增大断面，减少阻力，确保风流畅通。

(4)特殊地点(如上隅角)可用局扇排放瓦斯。

(5)对于易燃煤层可采取分层开采，待注浆充砂后再利用综放开采。

结论

综放工作面瓦斯涌出的不均衡性，决定了综放工作面瓦斯治理的困难性，特别是回风隅角的瓦斯治理是综放工作面瓦斯治理的重点和难点。无论是风障导风、矿用瓦斯自动引排系统，还是瓦斯抽放技术，都存在一定局限性，必须采取综合治理措施，才能有效处理综放工作面回风隅角的瓦斯积聚。在综放工作面瓦斯的治理工作中，必须做到“提前预测、实时监测、随时可控”，才能确保安全生产。

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