煤矿放顶煤瓦斯防治技术

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1、放顶煤瓦斯防治技术徐景德2007年6月华北科技学院中国煤矿安全技术培训中心主要内容综放工作面瓦斯来源及涌出特征分析炮采工作面瓦斯来源及涌出特征分析放顶煤工作面瓦斯防治放顶煤开采瓦斯防治措施放顶煤工作面瓦斯来源分析（l）采落煤瓦斯涌出q1；（2）放落煤瓦斯涌出q2；(3)工作面煤(包括支架上部煤尘)瓦斯涌出q3；(4)采空区丢煤瓦斯涌出q4。（5）邻近层涌出瓦斯q5（多煤层开采）综放工作面瓦斯来源示意图综放面瓦斯影响因素分析综放面各瓦斯源的瓦斯涌出量大小主要取决于煤层瓦斯含量和开采强度。在煤层瓦斯含量既定时：q1、q2和q3的大小与工作面采放煤量大致呈正比；但除与产

2、量有关外，还与工作面回收率密切相关，q4值回收率越小则越大；q5除与开采强度有关外，还与邻近层厚度及瓦斯含量、至开采层距离、层间岩石性质等有关。放顶煤工作面瓦斯涌出特点绝对瓦斯涌出量增大相对瓦斯涌出减少上邻近层瓦斯涌出增大局部瓦斯积聚加剧采空区瓦斯涌出量增大阳泉某矿开采同一15号煤层时，综放面（8024）与分层机采面（8103、8101）瓦斯涌出量对比情况工作面编号煤层厚度m工作面采高m平均日产煤量t绝对瓦斯涌出量m3/min相对瓦斯涌出量m3/t82046.86.80200017.8712.8681036.82.208008.9216.0681016.82.20

3、7008.4317.34在工作面推进速度相同的条件下，综放面产量较分层机采面产量一般大1～4倍。因此，在开采瓦斯含量相同的煤层时，综放面的绝对瓦斯涌出量会成倍增加。相对瓦斯涌出减少与分层开采的第一分层相比，综放面的相对瓦斯涌出量会显著减少。因为第一分层开采时，底部各分层由于卸压会有大量瓦斯涌入第一分层的采空区，而综放面由于是全煤层厚整体推进，没有这部分瓦斯来源，因而其吨煤瓦斯涌出量略显减少。由表看出，与分层机采相比，综放面相对瓦斯涌出量减少了20～26%。分层开采时，煤层所含大部分瓦斯集中在第一分层开采时涌出，随后各分层开采时，瓦斯涌出量急剧减少，综放面一次采全厚

4、使瓦斯涌出均匀化。上邻近层瓦斯涌出增大由于综放面采放厚度较之普通机采面采厚一般增大了1～4倍，使工作面上方冒落带和裂隙带的高度成倍增大，扩大了开采可影响到上邻近层范围，加大了邻近层瓦斯的卸压和排放程度。在邻层赋存条件相同的条件下，综放面上邻近层的绝对瓦斯涌出量比普通机采面为大。局部瓦斯积聚加剧由于综放面支架上方存在有冒落煤带，采面上、下隅角的局部瓦斯积聚将较普通机采面更加严重。由于综放面支架上方存在数倍于采高的冒落放煤区，且该区无有效风流，使成为高浓度瓦斯仓库。其中积存的瓦斯将通过放煤口和支架上方的裂隙向工作面涌出，从而在支架上方和放煤口附近形成了瓦斯局部积聚。调

5、查表明，这些地点的瓦斯浓度可达3～5%，个别高达25～85%。潞安局漳村矿1406综采面绝对瓦斯涌出量平均仅为3.8m3/min，风流瓦斯浓度为0.22%～0.98%，平均为0.63%；架顶瓦斯浓度为0.45%～6.9%，平均为2.35%，即为风流瓦斯平均浓度的3.7倍。采空区瓦斯涌出量增大综放开采时，由于放煤冒顶工艺难以控制，采面回收率普遍低于分采综采。采空区丢失煤炭的增加，围岩和邻近层瓦斯涌出的加剧，将使综放面采空区瓦斯涌出较分层开采显著增大。工作面日产量与允可的最大相对瓦斯涌出量根据计算出不同工作面日产量下，通风所能负担的最大的工作面最大相对瓦斯涌出量（右表

6、）。表中所列数据是按工作面最大供风量(1560m3/min)计算的，对我国许多综放开采的矿井，由于矿井通风能力和通风系统的限制，往往达不到按工作面许可风速所确定的风量最大值。工作面日产煤量(t)10001500200025003000600010000工作面最大相对瓦斯涌出量m3/tC=1.0%16.010.78.06.45.32.71.6C=1.5%24.116.012.09.68.04.02.4综放面各种日产量时通风所能担负的最大相对瓦斯涌出量；1、2和3—当C＝1.0%时，供风量分别为1560、1000和500m3/min；当C＝1.5%时，1＇、2＇和3＇

7、与1、2、3相同通风排放瓦斯能力分析随着工作面日产量的增加，在同一供风量条件下，通风所能担负的相对瓦斯涌出量急剧减小。例如，当工作面供风量为1000m3/min时，工作面由2000t增至5000t时，通风所能担负的相对瓦斯涌出量将由5.1m3/t（C=1%）和7.7m3/t（C=1.5%）分别降低至2.1和3.lm3/t。由表7.2和图7－2曲线1和l′看出，当工作面风量达到极限最大量的条件下，综放面日产达3000t、6000t和10000t时，其相应的最大相对瓦斯涌出量分别为5.3、2.7和1.6m3/t（当C=1.0%时），必需用抽放瓦斯等专门措施解决综合面风

8、流瓦斯超限