“三软”煤层综放工作面上尾巷埋管抽放技术.doc

“三软”煤层综放工作面上尾巷埋管抽放技术 王永祥 平顶山工业职业技术学院，河南 平顶山，467001 摘 要超化煤矿“三软”厚煤层综采放顶煤工作面生产期间瓦斯绝对涌出量不断增加，在高抽巷不能使用的情况下回风流瓦斯经常接近临界值，瓦斯问题严重影响着综采效能的发挥，论文通过对瓦斯来源的分析，采用上尾巷埋管抽放技术，很好地解决了上隅角瓦斯超限问题。 关键词“三软”煤层； 上尾巷； 抽放技术 超化煤矿是郑煤集团的骨干矿井之一，矿井投产于1993年12月，设计生产能力90万t/年，经过各环节技术改造，生产能力达200万t/a以上。矿井井田面积8.1km2。煤层倾角6～29，平均煤层厚9m，煤层软（f＝0.10.3）、直接顶底板为泥岩和砂质泥岩，属典型的“三软”不稳定煤层。矿井为高瓦斯矿井，煤层不易自燃，煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数17.58。随着矿井开采深度的增加和放顶煤采煤工艺的成功应用，综采面单产大幅度提高，工作面瓦斯绝对涌出量也不断增加。综放面最大绝对瓦斯涌出量达30m3/min以上，仅靠通风方法已不能解决瓦斯超限问题。近年来，超化矿通风工程技术人员对瓦斯综合治理技术进行了不断的摸索、研究、实践。起初依靠增加工作面的配风量来解决不断增大的瓦斯，又探索使用瓦斯排放巷，抽出式局扇抽排上隅角瓦斯和“高抽巷”瓦斯抽放技术。“高抽巷”瓦斯抽放技术的成功应用为超化矿瓦斯治理开辟了一条新途径，保证了高瓦斯综采工作面高产稳产。但由于工作面煤层赋存不稳定，当高抽巷附近煤层由厚变薄时，高抽巷与工作面切巷有效距离不易构透，工作面风流直接进入高抽巷，造成高抽巷瓦斯抽放浓度低，效果差，导致采空区内的瓦斯从上尾巷涌出，导致上隅角瓦斯经常处在1以上，在高抽巷不能使用的情况下回风流瓦斯经常接近临界值，瓦斯问题严重影响着综合机械化采煤效能的发挥，我们通过对瓦斯来源的分析，采用了上尾巷埋管抽放技术很好地解决了上隅角瓦斯超限问题。 1 埋管抽放技术的实施 1.1 试验工作面概况 22061工作面为与矿井22采区，工作面标高-139～-71m，地面标高203～202m。工作面煤层赋存变化较大，属不稳定煤层，局部受构造的影响较为破碎、松软。煤层整体呈现北部薄南部厚趋势，南部煤层最厚达22m，北部最薄处约3m，平均煤厚为10m。煤层东部缓西部陡。 1.2 抽放技术原理 在“高抽巷”不能有效发挥效能的情况下，通过现场实测回风流瓦斯的主要来源是采空区顶板冒落后，释放出来的瓦斯随着工作面配风的增加，其采空区侧漏风带也增宽，最终在上尾巷形成漏风汇，由于工作面上隅角是采区通风系统压力最低点，因而，采空区瓦斯大量向该处汇集，致使该处瓦斯浓度居高不下，采面上隅角的瓦斯来自采空区中的大部分区域。上尾巷埋管抽放原理就是利用抽放泵在采空区内造成一定负压，改变瓦斯流场，对采空区内高浓度瓦斯进行抽放，降低采空区漏风带出的瓦斯量，从而消除上隅角及回风流瓦斯隐患，确保工作面高产、稳产。 1.3 埋管抽放方法 埋管抽放瓦斯的方法是在工作面回风巷内敷设大直径玻璃钢管，从上尾巷埋入特制抽放器，用两根埋线胶管连入22061工作面抽放主管中，随着工作面的推移，抽放器进入采空区内最佳抽放位置（切顶线以里3～7m），通过抽放器抽放采空区瓦斯，抽放器随工作面推进而外移，始终保持最佳抽放位置，从而消除上隅角瓦斯超限和积聚。 1.4 抽放系统的设置 利用22061“高抽巷”瓦斯抽放系统对采空区瓦斯进行抽放，在“高抽巷”抽放管路和隅角管路管路上各设一个配套的调节阀门，根据需要对抽放瓦斯量、管路阻力和瓦斯抽放浓度进行合理调节。22061综采面瓦斯抽放系统泵站安装在地面，泵房内安装了两台2BEF42-440型水环式真空泵，电机功率185kW，正常运行时最大抽放流量120m3/min，极限真空度0.08MPa，抽放干管为406mm无缝钢管，布置在地面及井下开拓巷道内，支管采用254mm玻璃钢管布置在22061工作面回风巷中，抽出的瓦斯直接排入大气中。 抽放系统安装了WYS型管道多参数抽放流量监控系统两套，对22061工作面抽放流量、瓦斯浓度、负压、差压等参数进行连续自动监测。 最大气量（m3/min） 工作压力（kPa） 吸入排出口径（mm） 电机功率（kW） 供水量（L/min） 8600 -16 300 185 30-50 1.5 采空区防漏风技术 抽放采空区瓦斯对工作面的安全生产存在着双重性，一是减少采空区瓦斯涌出量减轻工作面通风负担，二是采空区漏风量也增大，易引起采空区自燃。在进行抽瓦斯前，首先开展采空区防漏风技术的研究是非常重要的。 为了解决上述问题，我们根据22061综采工作面具体情况，在工作面上下隅角各建一道临时密闭。方法是沿着支架和巷道帮壁的漏风进出口用编织袋装煤垛严漏风主要通道，减少采空区漏风，从而增大抽放浓度，提高上尾巷埋管抽放效果。 2 埋管抽放效果 22061综采工作面采用埋管抽放瓦斯技术前，上隅角瓦斯浓度在1.6～2.4之间，回风巷风流中瓦斯浓度在0.9左右，工作面被迫调整生产工序进行限产。严重影响工作面正规循环作业。采用埋管抽放瓦斯技术平均抽放量为80m3/min，抽放浓度在6左右，抽放纯流量4.8m3/min，工作面瓦斯抽排率为40。采用该技术后上隅角瓦斯浓度在0.6～0.8之间，回风流瓦斯0.4～0.7之间，使工作面实现了正规循环作业，保证了综采面高产、稳产。 抽放前 抽放后 回风流（） 上隅角（） 回风流（） 上隅角（） 0.9 1.6～2.4 0.4～0.7 0.6～0.8 采用埋管抽放瓦斯技术，减少了采空区瓦斯向回风巷的涌出量，解决了上隅角瓦斯聚积问题，消除了瓦斯对工作面安全生产的威胁，对改善工作面安全状况，提高煤炭产量起到了重要作用。同时，降低了通风压力，为一线职工创造了良好的作业环境，产生了较好的经济效益和社会效益。 3 结语 ⑴埋管抽放瓦斯技术是治理采空区瓦斯的又一种新途径，填补了“高抽巷”抽放技术的不足。对于防止采面上隅角瓦斯积聚、处理回风流瓦斯超限，确保安全生产有明显效果。 ⑵由于抽放瓦斯不考虑民用，埋管深度在3～7m范围内对回风流瓦斯最有效。 ⑶建立临时密闭对减少采空区瓦斯涌出具有明显效果，同时，对提高回风隅角埋管抽放瓦斯浓度有较大影响。 ⑷回风隅角埋管抽放的经济和安全效益是比较显著的。 2008.2.10 王永祥（1957－），男，副教授，毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现任平顶山工业职业技术学院资源开发系主任。