金源煤矿1321孤岛工作面瓦斯防治研究

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1、金源煤矿1321孤岛工作面瓦斯防治研究【摘要】通过对金源煤矿孤岛采煤面在回采期间瓦斯防治措施的研究，以及在现场实际应用中经验的总结，寻找出若干种符合现场实际，安全性高，效果明显，易操作的瓦斯综合治理方法，从而为孤岛采煤面的安全顺利回采提供科学对策。【关键词】孤岛面；瓦斯防治；综合应用1  孤岛采煤面概况微山金源煤矿为一新建矿井，根据矿井建设进度和开拓部署，首采区为3下煤一采区，采区东西走向长650-960m，南北倾斜宽约1500m。区内仅3下煤层可采，3上煤层因火成岩侵蚀而变得不可采。采区可采储量

2、460.6万t，设计服务年限7.3a。1321孤岛工作面埋深在530～567m，标高-497～-535.5m，区段斜长130m，走向长度644m，其两侧为1311和1331工作面采空区。该工作面西起回风上山，东至Fnl8断层，南、北为其它区段未采工作面，位于一采区第二区段，为金源煤矿首采区首采孤岛面。2  孤岛面回采期间瓦斯来源及涌出规律分析2.1  孤岛面瓦斯主要来自本工作面采空区及相邻采空区，绝对瓦斯涌出量随产量的高低略有增减，但随着工作面推进长度的增加，揭露采空区的范围也加大，瓦斯涌出将大幅

3、度提高。2.2  孤岛面工作空间的瓦斯浓度一般较低，回风隅角是瓦斯浓度最高的地点，当通风系统不稳定或者工作面跨采地质构造时，瓦斯涌出量增大。2.3  1321工作面为高档普采工作面，在不同工序时瓦斯涌出量有所不同，一般在割煤、及多工序同时作业时较大，但在不同工序时瓦斯涌出变化不会很大。2.4  采空区瓦斯的运动表现为是向纵深上部浓度逐渐递增的发展趋势。采空区中的瓦斯还通过煤岩体的孔、裂隙不断向采煤工作面上隅角运移，造成工作面上隅角瓦斯急剧积聚与超限，工作面回风流中的瓦斯浓度会不断上升。2.5  顶

4、板周期来压控制着瓦斯涌出的周期性变化，其步距基本相等，且支承压力峰值超前于瓦斯流量峰值。因此，采煤工作面及其回风流瓦斯治理的关键应从治理采空区瓦斯涌出量着手，切断涌向采煤工作面上隅角瓦斯源的通路，以减少采空区瓦斯涌向采煤工作面及其回风流中的瓦斯量。3  瓦斯综合防治措施3.1  工作面瓦斯治理原则    根据瓦斯涌出来源分析，确定瓦斯治理的基本思路是：分源治理、综合配套、最佳组合。结合金源矿首采区小断层较多，地质构造复杂，瓦斯涌出量较高的特点，在开采过程中，可以根据不同时期的瓦斯涌出情况，有针对性

5、地采取相应措施。根据前述瓦斯涌出量预计结果，本工作面最大瓦斯涌出量为3.051m3/t，按设计高档普才采煤工艺，工作单产1500t/d预计，则日涌出瓦斯量4576.5 m3/d，即3.178m3/min。按1351工作面现有配风量860m3/min，回风流中瓦斯实测浓度0.3%左右计算，工作面风排瓦斯量为2.58 m3/min(3715.2 m3/d)。则在工作面出煤均匀、通风管理水平高、瓦斯释出均匀情况下，风排可保证正常生产。但在实际工作面生产和通风管理过程中很难达到上述理想状态，即工作面出煤相

6、对比较集中，瓦斯涌出不均衡；另外，瓦斯在采场内分布不均匀，运移不稳定，均会造成时间上和区域上的瓦斯分布不平衡，特别是工作面的回风隅角部位，时常出现瓦斯富集超限现象，而造成工作面的停产。因次，需对其进行专门处理。3.2  稳定合理的通风系统通风系统和风量稳定是工作面瓦斯治理的基础，保证系统稳定是开展各项工作的前提。合理配风是瓦斯防治的最基本的、最常见的手段，用风量来稀释瓦斯是其最基本原理。工作面瓦斯变化时，绝对瓦斯涌出量不大，风流内瓦斯浓度随风量的增加而减少，随风量的减少而增加。    而采空区内的

7、瓦斯涌出量随风量的变化而变化，即由原来的稳定状态转变为另一个新的稳定状态。当工作面风量增大时，采空区内漏风范围及漏风量都增大，一部分高浓度瓦斯被带出，涌入工作面、回风隅角及回风流的瓦斯量加大，但随着时间的推移，很快将到达另一个稳定的状态，即瓦斯涌出逐渐恢复到正常值，回风流的瓦斯浓度降到原值以下，并保持稳定。    采用加大工作面风量的方法存在两个问题：一是风量加大后采空区氧化带范围加大，不利于采空区的煤层自然发火的防治；二是采空区漏风量增加，采空区内一部分高浓度瓦斯将会被带出，瓦斯涌出量在一段时期

8、内会比较高，不利于瓦斯管理。由于长期以来形成一个误区，认为采煤工作面风量越小，对防治自然发火越有利，因此，长时期不主张采用加大风量的方法对回风隅角进行瓦斯治理，风量控制在较低水平(500 m3/min以下)。但经过许多矿井多年的实践得出，减少风量对工作面通风安全是相当不利的，风量的增加没有引起瓦斯的大量涌出，反而使瓦斯浓度下降，控制在规定值以下(图3-2)。因而加大风量配制是可行的、科学的。根据金源煤矿已采工作面的通风管理经验，风量加大到800 -1000m3/min是可行有效的。