综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施

综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施康家滩煤矿是神华集团神东公司所属的大型出口煤基地之一，位于山西省保德县境内，生产能力可达8Mt/a ，一个综采面和三个连采面保产。目前，88201 综采面的生产能力为日产 2.5 万t 左右，是典型的高产高效工作面。瓦斯涌出具备如下的特点：煤层瓦斯含量不大，但由于综合机械化程度高，开采强度大，产量集中，采面生产过程中，瓦斯涌出量较大，经常造成下隅角和回风瓦斯超限。因而，在88201综采面的回采过程中，我们对其瓦斯涌出规律及来源进行了研究，并有针对性地采取了各种防治措施，从而保证了88201 工作面的安全回采。

1 试验工作面概况

88201综采工作面位于康家滩矿井田中北部的二采区，工作面走向长2830m推进长度2667m倾斜长240m设计采高3.5m,密度1.47t/m3,可采储量3.2932Mt。煤层原始瓦斯含量小于1.91m3/t （88202工作面瓦斯含量测值）。工作面自2003年6月份开始回采, 12底回采结束。

工作面所开采的8#煤层总体为简单型的宽缓背斜构造，北翼走向

5°〜

15°，倾角2°〜3°,轴部煤层走向0°,倾角4°,南翼走向170。〜185°,倾角5°〜6°,回风顺槽有四条小断导层，胶带辅助运输顺槽有三条小断层，开切眼以南800m范围内有二组大型裂隙带。

工作面采用下行通风方式,即工作面上辅运巷和胶运巷进风,下辅运巷回风,构成两进一回通风系统。边界进风巷贯通前工作面布置及通风方式如图 1 所示。

图188201 综采工作面通风系统图（边界进风巷贯通前）

2 综采工作面瓦斯涌出规律及来源分析

88201综采工作面自6月8日开始生产以来，受顶板初次来压、周期来压、采空区面积、地质构造等因素的影响，工作面瓦斯绝对涌出量随着回采距离的增加有明显上升趋势。由图 2 可以看：随着88201 工作面的回采推进，工作面绝对瓦斯涌出量一直持续上升，最高时

达48m3/min;工作面采场涌出量基本维持在5〜10m3/min之间；而采空区的瓦斯涌出量最高时可达30m3/mi n。另外，瓦斯涌出曲线中出现了几个波动性较大的峰值，经调查和分析，这与工作面回采到一定距离，采空区老顶来压跨落，造成联巷密闭压裂压坏，采空区瓦斯集中涌出有关，尤其是从尾排联巷涌出的瓦斯最高达10m3/min 左右。通过对88201 工作面瓦斯涌出来源和构成实测于工作面巷道煤壁和落煤、采空区（包括下下分层留煤瓦斯涌出）以及后部边界进风的瓦斯，其中采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的50%〜70%。采空区瓦斯涌出的大幅度增加是造成综采工作面回风及尾巷瓦斯超限的主要原因。主要涌出点为尾排联巷及其滞后的两、三个联巷。

图288201 工作面绝对瓦斯涌出量曲线

388201 综采工作面瓦斯防治技术措施及效果通过上面的分析，可知88201 工作面的瓦斯主要来源于采空区，所以采取的主要措施就是减少采空区瓦斯涌出或者改变采空区瓦斯涌出的地点。

（1）增加风量及设置“尾排”联巷。由于工作面的下隅角经常处于超限状态，严重地制约了工作面的高产高效及安全生产。为了保证回采工作面的安全、高效生产，结合88201 工作面的实际情况，采取增加风量，风量由原来的2250m3/min 逐次增加到3300m3/min、3600m3/min、

4100m3/min,最后增加到4350m3/min,同时在辅运巷与胶运巷之间的联络巷密闭滞后采面一个联巷，形成一段“尾巷”，以解决下隅角瓦斯超限问题。通过增加风量及设置“尾巷”的措施, 从而使下隅角的瓦斯基本控制在1.0%以下,有效地解决了工作面下隅角瓦斯的超限问题。

（2）贯通边界进风巷。虽然“尾排”联巷有效地解决下隅角的超限问题,但是还是存在“尾巷”后部瓦斯积聚及“尾排联巷”出口周边及回风瓦斯超限的问题。虽然同时也采用了用局部通风机吹的办法,但是效果不太明显。为了彻底解决辅运巷后部瓦斯的措施,边界进风巷贯通后,采取了贯通边界进风巷的措施,边界进风巷贯通

后，配风量在1600m3/min 左右，这一措施有效地解决了“尾巷”后部的瓦斯积聚。但是，由于下辅运巷的顶板下沉、片帮严重以及需要加强支护而使巷道有效通风断面减少，致使配风量减少到已不足1000m3/mi n,再加上边界进风中的瓦斯浓度在0.8%〜0.9%，所以有效风量较少，未能解决

“尾排联巷”出口周边及回风瓦斯超限的问题。边界进风巷贯通后88201 综采工作面通风系统如图 3 所示。

图388201 综采工作面通风系统图（边界进风巷贯通后）

（3）采空区局部瓦斯抽放。针对88201 工作面的瓦斯涌出主要来源于采空区的上下分层遗煤,所以采取了采空区瓦斯投放这一治本的措施。采空区瓦斯抽放主要采取的是在密闭联巷内埋管（埋①250的PE管）的抽入方法，主要抽放点为尾排联巷及其滞后的两三个联巷。抽放泵采用抚顺分院生产的YD-IV 型移动泵（阳大抽放量为

40m3/mi n），共三台运转，一台备用，瓦斯抽放浓度为5%~27%平

均为16% 抽放量为5~15m3/min,平均为10m3/min。这一措施的实施取得了明显的效果，使工作面回风中的瓦斯浓度降低了0.2〜0.3% 实施采空区瓦斯抽放以来工作面中部及下隅角从未出现过瓦斯超限现象。

（4）加强巷道支护及联巷密闭。经调查和分析，工作面回采到一定距离后，采空区老顶来压跨落，使联巷密闭压裂压坏，造成采空区瓦斯集中涌

出，从而造成了工作面回风瓦斯严重超限。针对这一特点我们采取加强巷道及联巷的支护（打木垛及锚网持护），并且改进了联巷的密闭方式，采用刚柔并用（宇航局闭下部用砖止部用罗克休材料）的方式，从而保证了联巷密闭的质量，不仅减少了采空区的瓦斯涌出，而且也提高瓦斯抽放浓度，从而有效地降低了回风瓦斯浓度。

（5）利用88202 伪斜腰巷进行通风系统调整。通过采取上述的各种技术措施，有效地降低了综采工作面的回风瓦斯浓度，但是没有彻底根治瓦斯问题。通过分析认为边界进风巷携带瓦斯约为10m3/min，后部采空区通过密闭涌出瓦斯量约为10m3/mi n,这两部分瓦斯是造成工作面回风瓦斯超限的主要原因。所以决定采取封闭31 联巷以里的辅运巷，改为88202 伪斜腰对辅运巷进行配风，风量在700m3/min 左右，工作面总进风降到了300m3/min左右，这一措施的实施彻底根治了88201 的瓦斯问题，使88201 回风的瓦斯浓度降低了0.5%，瓦斯浓度也一直保持在0.5%以下，从而保证了88201 工作面的安全顺利地回采完毕。

4 结束语

（1）通过对88201 工作面的瓦斯涌出资料统计分析，可知采空区瓦斯涌出的大幅度增加是造成综采工作面回风及尾巷瓦斯超限的主要原因，采空