关于工作面设计与瓦斯治理的想法.doc

总结金川W8203经验对W8205工作面 设计及瓦斯管理的几点想法 1 工作面概况 金川煤矿设计产量180万吨/年，现已采完W8103，W8105，W8102而现在正回采W8203工作面。拟准备W8205工作面组要开侏罗系中统塔什店组第一段中部采8煤层。煤层厚度3.35--17m,平均煤厚8.64m,煤层倾角25度，走向长度1800m，倾向长度180M.采用通风方式（UI,采用全部垮落法管理顶板，割煤高度为 1.8 m。参考8 煤层W8203工作面回采时的数据。原始瓦斯 压力为 0. 14 ～ 0. 17 MPa;瓦斯含量为 12.9 m 3 / min ，煤层透气性系数为 578. 71 ～ 928. 80 m 2 / MPa 2 d;百米钻孔瓦斯流量为 0. 15 ～ 0. 21 2 m 3 / minhm经计算与（8203实际回采瓦斯现象）8煤层w8205工作面为高瓦斯工作面。 金川煤矿W8205工作面沿 8 煤层底板布置 进、回风巷道、开切眼构成回采工作面，采用厚煤 层一次采全高低位放顶煤开采的先进技术，全部垮 落法管理顶板。上部邻近层的煤厚局部地区达到 2 0m 以上，预计邻近层瓦斯涌出量将增大;W8203 工作面回采期间多次出现回风瓦斯超限，表明W 8205回采工作 面瓦斯涌出量绝对有可能较大。 从 8203工作面开采过程中瓦斯涌出特点分析， 煤层瓦斯赋存存在不均衡性，如 8203 工作面 2013 年 10月以前回采过程中的瓦斯涌出量为 8. 1 ～ 17. 8 m 3 / min，平均为 12. 95 m 3 / min;且8203工作面初次来压后瓦斯涌出量急局增大，为17.9-45.2m 3 / min，同时上隅角与回风巷频繁超限，严重影响工作面正常生产。但再2014年1月矿上提 对 8203 工作面瓦斯综合治理方案的提出实施后瓦斯得到明显治理。8205工作面作为8203的邻近工作面，其涌出规律应和8203工作面相似。 2 8205工作面瓦斯综合治理方案 根据 8203 工作面瓦煤层赋存、开采条件综合分 析，8 煤层瓦斯含量12. 95 m 3 / min，煤层瓦斯在煤层大量破碎 时解吸出瓦斯，属于易抽放煤层。8205工作面在开采过程中，工作面瓦斯主要来源于采空区与邻近煤层，主要表现工作面上隅角瓦斯积聚和超限、工作面 92 架 ～ 102 架之间后刮板输送机通道瓦斯超限，针对这一特点，金川煤矿 8 煤层 8203工作面瓦斯综 合治理指导方针是“以强化顺巷高位抽排孔采空区瓦斯抽放为主， 以工作面通风系统优化为辅”综合指导方针。 通过对金川矿 8203 工作面瓦斯涌出量预测结果分析，8203 工作面瓦斯主要来源于开采和邻近层 含围岩，其中工作面煤壁、割煤瓦斯涌出量占工 作面总瓦斯涌出量的 48 ，采空区含邻近层、围岩 和放煤涌出的瓦斯 瓦斯占工作面总瓦斯涌出的 52 。因此，采空区瓦斯涌出占工作面瓦斯涌出的 绝大部分，因此，必须对 8203 工作面采空区的瓦斯进行分源治理，才能确保工作面正常回采。设计金川矿对采空区瓦斯进行抽放并加大抽放力度，同时 进行邻近层补给瓦斯抽放，减少采空区和邻近层的瓦斯 向工作面上隅角涌出，解决工作面上隅角的瓦斯超 限问题。 2. 1 瓦斯治理对 采空区瓦斯抽放的方法较多，8203采用的抽放方法为采空区埋管抽放、高位钻孔、顶板走向长钻孔、 倾斜高抽。由 于综放工作面开采强度大，原有的许多用于薄及中层煤层的瓦斯治理技术无法应用。 为使 8205 工作面瓦斯综合治理能取得好的效果，在 认真总结 8203 工作面瓦斯治理方法的基础上，结合金川矿井的实际情况，开展综放工作面尾巷预埋管和高位钻孔抽放采空区及邻近层瓦斯技术的研究工作，保障综放工作面高效安全生产。 通过分析研究金川煤矿 8203工作面瓦斯涌出实 际情况和采取措施瓦斯治理措施效果基础上， 再结合其它高瓦斯工作面回采巷布置特点，故提出金川煤矿 8205工作面瓦斯综合治理技术方案。 8203 工作面采用 U 型通风巷道布置，总结8203工作面的通风布置对瓦斯治理带来的不便。故 8205工作面拟采用 U I 型通风巷道布置，为能有效利用资源，提高工作面瓦斯治理效果.方案采用分 3 步走的综合治理措施第一步是在 8205 工作面建立大流量抽放瓦斯系统之前;第二步在大流量抽放瓦斯系统基础上， 继续采用、高位钻孔抽放、上隅角插管 抽放和工作面通风系统优化治理瓦斯措施（双保险）;第三步 采用专用排瓦斯巷密闭抽放采空区及回采时释放出的瓦斯。 2. 2 W8203工作面从 2013 年 10 月 开采以来，随着工作面推进，采空区冒落空间逐步增大，工作面瓦斯涌出量随之增加，到 2013年 12 月 18 日，工作面瓦斯涌出量达到 12 m 3 / min 以上，上隅角和支架后运输 机道瓦斯浓度增加较快，放煤时瓦斯浓度超过 1 。 为减轻工作面通风负担，利用大流量抽放瓦斯泵对上隅角瓦斯进行抽放，减低采空区瓦斯涌出量，防止上隅角和支架后运输机道瓦斯浓度超限。 架顶插管抽放瓦斯措施但效果不好。2014 年 1 月下旬以后，临时井下大流 量抽放瓦斯系统建成，采用单套系统通过顺巷高位抽排孔对 8203 工作面采空 区瓦斯进行抽放，具体方法是在回风巷内敷设大直 径抽放瓦斯管道，在距工作面 20 m 处打高位抽排孔预抽与尾巷埋管Φ60 mm 钢管将 2BEC42 备 用 泵 与 现 有 Φ319 mm 管道连接预抽。将上隅角瓦斯 浓度在 0. 8 ～ 1. 4 ，周期来压时高达 2 。为加 强采空区瓦斯抽放 量，，再建立 1 套独立系统，形成双 系统工作面上隅角插管抽放采空区瓦斯。 特别过联络巷煤层顶板周期垮落时，工作面上隅角瓦斯超限 严重，在这种特殊的情况下，采取了上隅角 “一巷两道”固定风帘引排瓦斯措施实施 见图 1 。目的是将工作面周期来压时，顶板垮落煽出采空区 内瓦斯通过固定通道排出上隅角，防止上隅角瓦斯 积聚。上隅角“一巷两道”改变了工作面的通风参 数，工作面通风系统阻力增大，工作面与采空区通风 压 差降低，上隅角处漏风量减少。 工作面大流量抽放瓦斯系统建立前 金川矿 8203 工作面采用“U”布置，回采时，工作面回采巷道布置不合 理，工作面抽放瓦斯系统能力也严重不足，仅有 2 台 40 m 3 / min 井下移动抽放泵。在此情况下，对工 面瓦斯治理难度较大，只能最大限度发挥 2 台井下 移动抽放泵的作用，抽放采空区涌出的瓦斯，同时采 用通风方法，利用风帘等措施改变工作面风流方向， 稀释上隅角超限瓦斯。 根据 8203 工作面瓦斯涌出特点，结合回采巷道 实际情况，制定出 8103 工作面瓦斯综合治理措施， 具体是 ①对工作面上、下隅角实施有效封堵，减少 采空区漏风量，降低采空区瓦斯涌出量; ②在工 作面回风巷打高位钻孔和高位立孔，利用井下移动 抽放泵抽放采空区高顶内瓦斯，减少采空区瓦斯涌 出; ③加强超限地点的局部通风，利用风帘分流法， 合理引导风流的流向，增加上隅角通风流量，用通风 方法稀释上隅角超限瓦斯; ④确定工作面合理配风 量，加强工作面通风管理，降低工作面通风阻力，减 小工作面通风压差，控制采空区漏风量。 总结8203工作面瓦斯治理不足，考虑8205工作面采用U I 型通风巷道布置工作面瓦斯治理措施 ，8205专用回风巷就是沿 8 煤 顶 板 布 置，距8205回风巷内 错 20 m，这个位置正处在采空区与8205工作面冒落应力集中带专用排瓦斯巷 密闭抽放采空区瓦斯,并在密闭墙预埋抽放瓦斯管道，对专用回风巷进行大流量抽放。见图 2。 图 2