采空区下综采工作面瓦斯涌出来源探索及治理

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1、采空区下综采工作面瓦斯涌出来源探索及治理摘　要：通过对5101回采工作面各状态下瓦斯涌出量的实测，探索采空区下综采工作面瓦斯涌出来源，应用该结果，制定瓦斯治理方案，为制定瓦斯治理措施提供了可靠依据，杜绝了生产期间瓦斯超限现象，确保了采面的安全生产。关键词：采空区综放工作面来源探索及治理1.概述6鑫飞集团毛家庄煤业有限公司5101工作面是5#煤的第1个工作面，属一次采全高综采工作面，其顶部是4#号煤采空区，中间有3—4米的砂岩与之隔开，由于受采动影响顶板冒落采空区瓦斯涌入采面和回风，造成5101工作面在回采期间瓦斯涌出量为9.80m

2、3/min，回风流浓度达0.81%（超过山西省有关瓦斯浓度下调20%的规定）。5101工作面掘进期间瓦斯绝对涌出量为2.62m3/min，2012年初开始初采，初采期间瓦斯绝对涌出量达到9.82m3/min以上，生产班由于机组割煤、移架等工序平行作业，致使上隅角、工作面回风经常瓦斯超限，极大地限制了采面生产能力，给安全生产带来了重大隐患。为此，探索掌握5101综采工作面瓦斯涌出来源，是治理回采工作面瓦斯的重要依据，确保安全生产的关键所在。为掌握瓦斯涌出来源，对检修班、生产班各工序分别进行了瓦斯涌出量实测，通过实测数据表明瓦斯涌出主

3、要来源于暴露的煤体和采空区冒落瓦斯涌出及上隅角，其大小取决支架后顶板的冒落情况、上隅角空间的大小、煤体暴露时间的长短、单位时间内采落煤炭的多少。根据这些数据，确定：一是对4#煤采空区、5101采面工作面及上隅角进行瓦斯抽放；二是合理分配采面风量，最大限度的稀释支架后及煤壁的瓦斯；三是生产班把移架和割煤作业分开进行。经过采取这些措施，杜绝了生产期间瓦斯超限现象，确保了采面的正常生产。2.瓦斯涌出来源探索2.1实测回采工作面各种状态下瓦斯涌出量，确定5101综采工作面瓦斯涌出主要来源。由上表可以看出抽放瓦斯率达到65%左右。2.1.1

4、煤层暴露面瓦斯涌出量5101回采工作面长度约170米，煤层厚度平均4.05米，平均暴露面积688.5m2。工作面在不动实体煤、正常通风情况下，瓦斯绝对涌出量为：（见下表）2.1.2机组落煤时瓦斯涌出量6抽放瓦斯后分别测定机组机组采煤、移架时的瓦斯浓度、工作面风量，以及60分钟内机组运行期间瓦斯涌出量、瓦斯涌出相对增量、吨煤瓦斯释放量（见下表m3/min）由上表可以看出：抽放瓦斯后回采工作面瓦斯涌出量随采煤和移架作业明显增大，因此对采面工序进行和理的安排和适当的风量调配十分重要。2.1.3综采工作面风量计算①根据综采工作面同时作业最

5、多作业人数计算综采工作面同时作业最多人数为60人，根据《规程》每人每分钟配风量取4m3/min，经计算所需风量为60X4m3/min=200m3/min②根据瓦斯涌出量计算所需风量，根据连续观察一个月正常生产时瓦斯数据计算得出5101综采工作面的绝对瓦斯涌出量为6.54m3/min，瓦斯涌出不均衡系数取1.82100q瓦X1.82=1190m3/min③由于毛家庄煤业5101采煤未设尾巷，工作面风量按工作面气象条件计算Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温其中Q采——采煤工作面需风量，m3/minQ基本——不同采煤方式工作面所需的基

6、本风量，m3/minQ基本=60×工作控顶距×工作面实际采高×70%×适宜风速（不小于1.0m/s）K采高——回采工作面采高调整系数（见表1）K采面长——回采工作面长度调整系数（见表2）6K温——回采工作面温度与对应风速调整系数（见表3）Q采=Q基本×K采高×K采面长×K温=1179.36m3/min④按风速进行验算60×0.25×S

7、0m3/min2.1.4采空区瓦斯涌出量由于工作面顶部是4#煤采空区，顶板的冒落后采空区的瓦斯涌向采面，经常造成采面上部十余台支架后部瓦斯超限，严重影响安全生产。2.1.5超前压力造成的风巷备修段裂隙瓦斯涌出量经过实际测定，风流经过进风巷备修段后瓦斯浓度净增值为0.06%，则裂隙内瓦斯涌出量为：0.06%x1200m3/min=0.72m3/min。2.1.6瓦斯涌出量可能与地面大气压下降、突然变化有关，但经实际观测，数据变化不大，为此，忽略不考虑。2.2瓦斯涌出来源结果的应用根据实际测定结果，采取如下措施，来控制了5101工作面

8、的瓦斯超限现象，确保了安全生产。2.2.1对采面工作面、采空区、上隅角进行瓦斯抽放。6在回风巷开钻场对采空区进行瓦斯抽放，回风巷煤壁打孔对本煤层进行瓦斯抽放、对上隅角进行埋管抽放。如（图1）2.2.2抽放瓦斯后仍需降低机组割煤运行速度以低于1.5m