瓦斯煤层群采区巷道布置方式的探讨.doc

工业技术 高瓦斯煤层群采区巷道布置方式的探讨 王秀山 （七煤集团公司通风处 １ ５４６００） 摘要结合桃山煤矿的具体情况，提出了开采煤层群的高瓦斯矿井采区巷遒布置应首先确定合理的煤层分组和煤层开采顺序，采区通风系统力求稳定可靠等观点。分析了高瓦斯矿井中采用沿空留巷技术的优越性，并对煤层群高瓦斯工作面的通风方式和采用泄排瓦斯巷，尾巷布置进行了探讨。 关键词高瓦斯煤层群中围分类号；ＴＤ８２ 巷道布置 文献标识码；Ａ 文章编号１６７３０５３４（２００７）０５（ｃ）一００８４０２ 得小于这两个煤层垂直距离的２倍。根据上述分析，开采煤层群的高瓦斯矿井首采工作面应放在可使突出煤层卸压的解放层中。而 只有当解放层开采一定时间后，再开采有突 开采煤层群的高瓦斯矿井采区巷道布置的合理性不仅影响矿井生产能力，而且直接关系到矿井生产的安全性。因此，研究高瓦斯煤层群采区巷道的布置方式对矿井设计和生产郡有重要的意义。 桃山煤矿有可采煤层１２层左右，层间距从几米到几十米不等，绝大部分煤层瓦斯含量高，透气性差，属高瓦斯矿井。近年来。针对桃山煤矿煤层情况在采区巷道布置方面敛了很多调查研究工作，并在实践中进行了一些有益的尝试。 １因地制宜合理确定采区生产能力 首先，高瓦斯矿井煤层群联合布置时。既要合理集中生产，采区内采掘工作面布置又不能过多・这样不仅可保证通风系统相对简单可靠，而且在发生事故时影响面较小，事故易于控制。其次高瓦斯煤层群联合布置的采区瓦斯涌出量大，经常出现以风定生产的局面．为实现采区的高产稳产，要做到厚薄搭配开采．建立合理的开采顺序。另外，关于上出布置总量，对高瓦斯突出矿井箍言，尽可能不在有突出的煤层中布置上山，而宜在瓦斯含量相对较低无突出危险的煤层中布置上山。因此在考虑煤层分组时，要充分考虑煤层地质条件和瓦斯因素，每一组煤 层数不宜过多，采区内工作面数目以ｌ一２个 就瓦斯突出矿井的近距离煤层群而盲，确定合理的开采顺序，把瓦斯突出危险性小，生产能力相对较低的煤层作为其它煤层的解放层开采，是大面积防治瓦斯突出的有效描施，是瓦斯突出矿井安全生产的技术保证。而对高瓦斯无突出的矿井而言，确定合理的开采顺序，也可充分发挥中厚煤层，厚煤层的生产能力，降低开采时瓦斯涌出量，为矿井稳产高产刨造条件。 ２．１瓦搬突出矿井艇放层开采与般煤层群开 采的差别 出危险的被解放层。解放层一般是较薄的煤层，而被解放层一般是中厚或厚煤层，采区开采１２年内，生产能力受到限制，但被解放层开始回采后，可充分发挥其生产能力井保证回采工作面的安全。 ２，２孵放屡开采方法在桃山地区深部煤层开采中的应用 桃山地区深部煤层特征见表ｌ，受深部地压瓦斯含量影响。９３煤层具有突出危险。根据垂主突出特点，将８ ５，９ （Ｉ）在开采程序上的差别。一般矿井的煤层群开采，在程序上要满足先开采煤层不破坏未开采的煤层，而解放层开采就是满足上述条件的前提下。首先开采无瓦斯突出危险或突出危险性小的煤层，使有瓦斯突出危险的煤层在开采前得到卸压，保证有突出危险煤层开采的安全。 （２）瓦斯突出矿井开采解放层与一般矿井煤层群开采在集中生产的差别。一般矿井开采煤层群希望能做到联台布置集中生产，以节省井巷工程量，取得较好的经济效益，而瓦斯突出矿井在开采解放层时。为能够充分地解放瓦斯突出煤层，解放层开采与被解放 层开采就要有一定的时间差和空间位置上的 ３，９４划为 一组上是合理的，应将８５作为解放层，首先进行回采，这样既可以解决瓦斯突出问题，又可充分发挥９ ３，９ ４的生产能力。 ３高瓦斯煤层群采区上山布置的原则和保证采区内风流稳定的措施 （１）采区上山布置的原则，高瓦斯攥层区 采区上山数目一般根据采区风量确定，在选择上山层位时，可考虑布置在底板岩石中和在瓦斯含量相对较低各煤层中分开布置，这样可在施工中探明各煤层赋存情况和瓦斯含 量。 距离，否则被麓放层就难以得裂充分的卸压。（煤矿安全规程）规定，解放层的回采面必须超前被解放层的掘进面，其超前距离不 （２）保证采区内风流稳定的措施。重大瓦斯爆炸事故的发生往往都与采区风量不足． 为宜，采区生产能力应根据抽放瓦斯和开采解效层煤层的生产能力确定。 在桃山矿区北翼矿井设计中，通过对各煤层赋存条件和瓦斯情况的分析论证，将煤层分为Ａ。Ｂ，Ｃ三组（煤层特征详见表１）。首采工作面布置在７９和８５煤层中。初期布置一个中厚煤层普采面（无突出危险区域内），生产能力为０．４－０．５Ｍｔ／ａ，Ｂ组上山布置在７９底板中．Ａ组上山布置在８５煤层中。初期布置一个薄煤层普采面，生产能力为０．３０．４Ｍｔ／ａ，这种煤层分组和采区巷道布置方式既实现了合理集中生产。减少初期工程量，节省初期投资，又不致使生产过于集中，瓦斯问题也不是很突出。 表ｌ桃山北强矿进可采煤层特征表 ２确定开采顺序是解决近距离煤层群瓦斯 的有效措施 ８４科技咨询导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｎｓｕｌｔｉｎｇＨｅｒａｌｄ 万方数据 工业技术 通风系统不可靠等因素有关。建立稳定可靠通风系统应从以下几方面考虑①采掘工作面是采区通风的重点，在矿井通风网络中要确保采掘工作面处于稳定的风道中。切不可将这些地点置于角联凤路上。②进回风巷之间施工的联络巷，行人行车频繁处用风门， 其它地点尽可能采用密闭处理。③采区内分 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏ｜ｏｓｙ Ｃｏｎｓｕｌ㈣ｔｉｎｇ Ｈｅｒ８Ｉｄ■ｉＩ篮１６自Ｉ盟宣瑾Ｉ＝■Ｂ蹈图囫薯圜 ５煤层群高瓦斯工作面通风方式的选择和处理瓦斯积聚的措施５．＇工作面通风方式 工作面通风方式有。Ｕ”型、。Ｙ。型，。Ｚ。型，。Ｗ。型和。Ｈ。型等。一般矿井的长壁工作面采用。Ｕ”型即可。对于高瓦斯煤层工作面。尤其是开采煤层群 的高瓦斯矿井而言。采用。Ｕ”型通风即 采空区。因此，仅采用加大风量的方法难以解决上隅角瓦斯超限问题。七台河精煤（集团）公司已采用尾巷通风排放采空区瓦斯多年。取得了较好的效果。 ６结语 开采煤层群的高瓦斯矿井采区巷道布置，应首先确定合理的煤层分组和开采顺序，采区通风系统应力求稳定可靠。高瓦斯煤层群开采的矿井采用沿空留巷技术。在通风方式中采用泄排巷，布置尾巷排放瓦斯等措施对矿井生产有较好的经济技术效果。 别用于进回风的巷道应尽可能采用绕道将其隔离，避免出现采掘工作面风量受多道风门影响的现象。 ４采用无煤柱开采技术是防止煤层群采区 使增加风量，也往往不能将工作面瓦斯浓度稀释到｛煤矿安全规程）规定的浓度以下。这种情况下，应根据巷道布置和煤层厚度确定工作面通风方式。若煤层较薄，易于实现沿空留巷，可采用。Ｙ”型通风。若煤层较厚，可采用。Ｗ”型通风。 ５．２处理解放层和普采面瓦斯积聚的措施 （１）瓦斯泄排巷排放瓦斯技术。对于煤层瓦斯含量高，煤层透气性差，采用预抽两项难以达到理想效果的高瓦斯工作面，为解决其上隅角瓦斯积聚，可在工作面上布置瓦斯泄排巷，如图ｌ所示。 瓦斯泄排巷沿厚煤层顶板或其顶板附近的薄煤层内布置，这种布置方式有以下优 点 掘进工作面瓦斯突出和爆炸事故的有效方 法 借助煤柱和煤体本身的抗压强度来支撑矿井顶板边压力，达到长期维护井下巷道的目的，是传统的煤柱护巷理论的指导思想。实际上由于留设煤桂，工作面顺槽处于采空区的应力集中带内，巷道容易破坏，且上区段下顺槽和下区段上顺槽之间存在标高差，给区段巷道布置带来困难。另外，对瓦斯突出煤层的解放层而言。由于解放层煤柱存在，造成了被解放层局部地点的应力集中， 在这些地点容易造成瓦斯突出。 ①可以在工作面开采时泄排煤层中部分 瓦斯。 近年来，我们根据桃山矿区的实际情况，在多个矿井中推广了沿空留巷技术。开采实践证明，采用沿空留巷技术，煤矸碴墙护巷不仅缓解了采掘失调的矛盾，而且沿空留巷节省了大量的掘进费用，减少了巷道维护的费用，使回采成本大大降低，为煤层回采创造了有利条件。 需要指出采用无煤柱开采技术会带来采空区漏风的增加，因此必须加强留设巷道与采空区间煤矸碴墙的质量，严禁漏风，必要时对煤矸碴墙喷浆。 ⑦瓦斯泄排巷一端与回风上山相连。另一端与采空区相连，采空区内部分瓦斯可通过泄排巷直接进入回风上山。 ． ⑦在工作面接替较紧张时，在上区段上山附近尚未压实的情况下，可以泄排巷在采区边界附近准备下区段顺槽，以减少工作面正常接替所需的时间。 由于瓦斯泄排巷工程量大，现已试验用千米钻机打孔排放瓦斯。 （２）尾巷排瓦斯技术。解放层或近距离煤层群首采工作面瓦斯涌出量大，且主要来自 图１瓦斯泄排巷布置图 科技咨询导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｈｅｒａｌｄ ８５ 万方数据