《安全技术》之突出煤层工作面上隅角瓦斯治理技术.doc

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1、突出煤层工作面上隅角瓦斯治理技术1工作面概况大湾矿井在构造单元上位于二塘向斜之中深部，煤层瓦斯涌出量大，现生产的一分区为大湾矿井首采区，开采一水平+1500m以上煤层。111103综放工作面为采区西翼首采工作面，工作面为倾斜长壁俯斜式开采，采用“U”型通风，20xx年11月回采结束。工作面开采上限（切眼）标高为+1616.2m，下限标高为+1510.9m，工作面倾斜长469m走向宽160m，煤厚3.5～4.2m，平均3.85m。煤层倾角7°～14°。煤层结构复杂，内生裂隙发育，含矸2～5层，一般为3

2、层。工作面对应上方为2#煤层110203工作面采空区，是111103工作面的解放层，与11#>煤层间距为66m，其它四周无开采活动。1996年12月16日在掘进11E11#层集中机巷时发生首次煤与瓦斯突出，到掘进本工作面机巷与11W集中机巷交叉点时发生的突出，共发生煤与瓦斯突出15次；本次突出煤量498t，瓦斯量2.46万m3，突出频率和强度居水矿集团公司所有矿井之首。20xx年瓦斯等级鉴定，矿井绝对瓦斯涌出量为97.04m3/min，相对瓦斯涌出量为61.34m3/t。111103工作面回采期间相

3、对瓦斯涌出量为44.10m3/t，绝对瓦斯涌出量一般为48.70m3/min，最高为62.40m3/min，占矿井瓦斯涌出量的63.1％，严重制约着矿井的安全和生产。2工作面瓦斯来源2.1本煤层瓦斯11#煤层瓦斯涌出量大，是回采空间、采空区及轨巷上隅角瓦斯的主要来源。工作面循环进度为0.6m，每推进一循环进行一次放顶煤，割煤时煤层瓦斯一部分被风流带走，一部分则被风流带向采空区而汇集到轨巷上隅角；放煤时顶煤瓦斯随落煤和扩散方式流向采场空间，一部分进入采空区。工作面推进速度越快，煤层释放瓦斯时间越短，落

4、煤量越大，割煤时瓦斯越大。2.2邻近层及采空区瓦斯11#煤层位于2#和12#煤层之间，本工作面与上覆2#煤层垂距为52～77m，平均为66m，与下伏12#煤层垂距为2.0～6.4m。工作面上邻近层7#～9#煤层，与采面垂距为26.4m～33.7m，平均为30.5m；当下伏11#煤层采出后上邻近层的原始应力被破坏，煤层被采出，其应力发生了变化，使吸附在原始煤层的瓦斯角吸成游离瓦斯向上涌向采空区。随着下方11#煤层不断采出后，采动垮落形成的裂隙又成为2#煤层以下各煤层瓦斯和111103采空区局部瓦斯进入

5、上方110203采空区的通道而慢慢渗入上部采空区。3工作面瓦斯治理3.1本煤层预抽瓦斯工作面两巷为边掘边抽，在巷道两侧每30m交替掘进一个钻场，当钻场滞后于工作面后，在回采侧钻场中施工走向方向上的本煤层扇形预抽钻孔，每个钻场设计钻孔9个，钻孔深度为55～100m（图1），钻孔角度则按设计在现场进行调整，工作面形成后在回采侧预抽钻场间补钻场施工本层抽放钻孔。抽放浓度36％～65％，抽放量最高为6.5m3/min，一般为2.5m3/min。图1预抽瓦斯钻孔布置图3.2风排瓦斯工作面回采初期利用风流稀释壁

6、和采空区涌出的瓦斯，分配风量为1200m3/min，回风瓦斯浓度为0.6％左右。工作面周期来压后采空区面积逐渐增大，瓦斯浓度也越来越高，由于轨巷上隅角是整个工作面采空区的漏风汇，且工作面后部风速低，风量不足是上隅角瓦斯超过1.5％的原因。为了减少采空区漏风和解决上隅角瓦斯超限问题。在轨巷上隅角设隔截挡墙拦截瓦斯，在采面前机尾设导流风障，引风增加后部风量，稀释后部和及上隅角挡墙瓦斯。工作面分配风量为1400m3/min，回风瓦斯浓度为0.8％左右，风排瓦斯量为17.37m3/min。3.3上隅角埋管及

7、设挡墙、立管抽放瓦斯（1）111103机巷联络巷埋管抽放瓦斯。根据俯采空区高，工作面低，瓦斯向压力低的地方汇集的特点，沿切眼上帮铺设一趟Φ169mm的管路至轨巷上口（见图2）。工作面周期来压后高浓度瓦斯逐渐积聚到预埋管管口附近，抽放效果尤为显著，随着工作面向远方推进，顶板逐渐下沉压实，抽放量越来越小。为了减少机巷漏风将采空区高浓度瓦斯带到轨巷上隅角，根据工作面的推进度和瓦斯超限情况，适当调整抽放负压，加大对预埋管的抽放力度，且规定浓度低于30％时立即停止抽放，同时每天对抽放管内瓦斯取样分析，观察密闭

8、内CO情况，预防因抽放时间较长，抽放量大，在工作面推进速度慢时抽放瓦斯而引起煤层自燃、发火造成事故。此方法抽放量达11.34m3/min，抽放浓度为57.3％，最高达到83.2％。（2）工作面轨巷埋管及设挡墙抽放瓦斯。工作面回采前，沿轨巷铺设一趟Φ273mm的管路至轨巷上口，作为回采期间抽放上隅角瓦斯的预埋管（见图2）。工作面周期来压后，上隅角瓦斯浓度开始超过1.5％，于是用编织袋装煤泥在轨巷上隅角砌双层隔截挡墙拦截采空区瓦斯并打开预埋管进行抽放，轨巷上隅角瓦斯仍然出