6377工作面瓦斯治理技术探索与实践

6377工作面瓦斯治理技术探索与实践

于洪鹏

开滦股份吕家坨矿业分公司河北唐山063100

摘要：6377工作面位于吕家坨矿-950三采区7煤层，平均煤厚3.4m，煤层顶板为复合型顶板，容易冒落。直接顶初次垮落步距为5～9m，为粉砂岩Ⅱ类中等稳定顶板，平均厚度5.11m，老顶为细砂岩平均厚度1.97m。相对瓦斯涌出量1.843m³/t，采用全风压通风，回风流瓦斯浓度0.40%。

关键词：复合顶板顶板冒落老顶垮落步距

1瓦斯来源及分布规律分析

工作面瓦斯来源有四个方面：一是煤壁涌出和采煤机割煤后落煤涌出；二是来自采空区；三是来自临近工作面采空区；四是来自临近煤层和围岩。工作面瓦斯分布规律是：由进风流向回风流逐渐呈递增趋势，上隅角瓦斯浓度相对高于其他地点。

2瓦斯治理技术实践

2.1松动炮促进顶板垮落

本工作面直接顶为5.11m的粉砂岩，坚硬、不易垮落，工作面在推进过程中悬顶面积增大。因此，在上超前20m以外提前响松动炮对顶板进行预裂，促进采空区顶板垮落。响过松动炮的顶板进入老塘后随采随落，减小了上毛窝瓦斯积聚空间，减弱了顶板大面积突然垮落的冲击强度，避免了采空区内瓦斯积聚及顶板大面积垮落造成瓦斯瞬间大量涌出的可能。

2.2充气风筒及充填的方式减小上毛窝空间

上毛窝是瓦斯极易积聚的地点，顶板相对稳定的情况下，时常出现毛窝落板效果差的情况，采取的常规做法是使用编织袋装煤，掏窝前在末排柱位置码袋子将毛窝填充满，使毛窝空间减小，空间较大时这种做法费人、费料、费时间。这时使用充气风筒效果较好，做法：将长度为3m或5m的风筒开口端扎紧，加上考克并接入风管，将风筒放入上毛窝内，通过压风将风筒吹起后将考克关闭，将另一端也扎紧，用其充填毛窝。

2.3短臂注水减少煤体瓦斯含量

短臂注水是在工作面垂直煤壁或与煤壁斜交利用风动钻机打孔，利用静压水注水，从而促使煤体内的瓦斯排出。钻孔布置在工作面煤层的中部，为方便排钻屑，钻孔应有3-5°仰角。注水达到使煤壁出现均匀“出汗”(渗出水珠)的现象来判断煤体是否湿润，此方法大大降低了煤体内的瓦斯含量。

2.4高位钻孔抽放瓦斯

本方法是利用高位钻孔抽放裂隙带中的高浓度瓦斯，以减少回采过程中的瓦斯涌出，并在采空区上部形成一个低气压带，促进瓦斯向低气压带积聚，减少向上隅角和工作面的瓦斯涌出。轨道巷每隔60m布置一个钻场，每个钻场布置2个钻孔，钻孔直径Φ75mm。两个钻孔终孔点距轨道巷平距分别为18米、25米，终孔高度35米。两孔口间距不小于0.4米，保证有利于管路安装，长度100米。可根据实际煤层底板高度、煤层倾角变化适当确定其倾角、方位角等。利用马力散封口袋封孔，长度不少于3米。套管直径70毫米，外露0.2—0.3米，设法兰盘。高位孔与主抽放管路间用直径4寸的铠装胶管连接。每个孔外都要加控制瓦路。实践过程中抽放浓度在10～15﹪之间，效果比较显著。

2.5上隅角埋管抽放

在上隅角悬吊直径159mm管路，当抽放管路进入采空区5至10m时，随着工作面的推进，再悬吊另一趟抽放管路，倒接两趟抽放管路。使抽放管终端进入采空区内5至10m，另一端同轨道巷原有的瓦斯抽放个管路连接，两个管路之间安设阀门，可以随时关停。实践过程中抽放浓度在4%-10%之间，对减小工作面上隅角瓦斯起到了一定效果。由于本工作面为俯采工作面，俯采角度6°左右，抽放浓度不高。实践中如果坡度超过14°时，抽放效果比较明显，对防治工作面上隅角瓦斯超限和积聚有显著的效果。

2.6老塘瓦斯疏导

本方法利用上部开采过的6375工作面采空区作为疏导空间，调整本工作面与6375工作面采空区风流风压，使本工作面采空区内瓦斯通过钻孔及疏导硐进入6375工作面采空区，使用抽放管路抽出6375工作面瓦斯。1）提前在距离煤壁5m的位置在6377工作面轨道巷垂直向6375工作面采空区利用风钻在金属拱形支架棚空中打眼，直至打透，每空打2个眼，钻眼孔径52mm，在打过的眼内埋上相应孔径的铁管，避免矿压将钻眼压实。2）在6377轨道巷每隔50m沿顶板施工与6375工作面采空区相连通的疏导硐，硐内打木垛支护顶板。当钻眼及疏导硐进入6377工作面采空区位置时，依靠风压和瓦斯轻的特性使6377采空区瓦斯流至6375工作面采空区，大大缓解了上隅角瓦斯超限的问题。

2.7瓦斯稀释器稀释瓦斯

在工作面末组液压支架位置安设瓦斯稀释器，出口对着上隅角，瓦斯通过稀释后排入回风巷，此技术具有以下优点：（1）可增大上隅角的风量，及时稀释瓦斯；（2）由于瓦斯稀释器体积小，占用空间小，减少了对上口作业人员的影响；（3）瓦斯稀释器利用压风作为动力来源而非电力驱动，避免了火花的产生。因此利用瓦斯稀释器稀释瓦斯安全可靠。

2.8风障释放改变风流方向，促进老塘瓦斯排放

在准备班不出煤的情况下，使用风障在距上出口5m和15m位置，液压支架下，煤壁至液压支架尾梁全断面挡两道风障，将采面的风流导入老塘，加大通过上隅角老塘的风量，这样可以促进上隅角老塘的瓦斯排出，减少瓦斯浓度。生产班在末组液压支架位置以同样的方式安设一道风障，改变通过上出口的风流方向，稀释上隅角瓦斯。

2.9保持环境湿润避免火花、减少煤尘

1）6377工作面安设了自动喷雾装置，每隔5组液压支架一个集中控制箱，负责控制本组液压支架及上下各2组液压支架的喷雾装置；2）每隔10组液压支架在原有自动喷雾的基础上又安设了手动喷雾，可以根据需要人为的选择开或关；3)坚持生产班班末喷尘制度：液压支架工班末必须将本段支架彻底的喷尘；4）上出口作业人员在作业前对上超前20m进行喷尘，保证上出口长期处于湿润状态，避免作业过程产生火花。

3结论

6377工作面实践证明，通过以上综合防治瓦斯技术，有效的减小了上毛窝瓦斯积聚空间，降低了瓦斯浓度，为工作面高产高效提供了保障。

参考文献

[1]煤炭工业出版社1999《煤层瓦斯赋存与流动理论》周世宁，林伯泉

[2]煤炭工业出版社2013-1《煤矿瓦斯地质与抽采利用研究》范立民

[3]煤炭工业出版社2001《矿井瓦斯综合治理技术》张铁岗.