1、内错尾巷综放面高浓度瓦斯涌出分析及防治张 海 军柯 昌 友晋煤集团成庄矿2006 年 10 月 20 日内错尾巷综放面高浓度瓦斯涌出分析及防治张海军 柯昌友 晋煤集团成庄矿摘要：本文针对成庄矿 4304 综放工作面回采过程中高浓度瓦斯涌出的原因进行了分析，实践并总结了相应的防治措施，为 U+I 型通风综放工作面瓦斯治理提出了几点建议。关键词：内错尾巷 高浓度 瓦斯涌出 防治1、4304 综放工作面基本情况4304工作面位于常坡村以西，中街村以南，详和煤矿以北。井下位于4102巷以南；4303综采工作面（已采）以西。4304工作面以西尚未回采。工作面走向长： 845.638m（切中 -停采线）
2、；工作面长： 200m(中-中)；煤层平均厚度：6.50m。本工作面采用走向长壁、后退式综合机械化放顶煤，一次采全高顶板全部垮落采煤法。开采煤层为3 #煤层，机采采高3.0m，放顶煤厚度为3.5m，循环进度为0.6m。本工作面煤层为黑色优质无烟煤，具有金属光泽，煤层倾角1.5 0-30，容重1.45t/m 3，硬度f=2-4，煤层赋存稳定。老顶：中砂岩，厚度5.80m，灰白色，中厚层状，以石英长石为主。直接顶：泥岩，厚度2.15m，黑色，中厚层状，植物化石丰富。伪顶：无。直接底：无。老底：泥岩，厚度8.00m，黑色，厚层状，植物化石丰富。本工作面采用“一进两回”的三巷布置方式，4207 巷为工
3、作面进风巷兼作皮带运输巷和设备巷，4208 巷为回风巷兼作辅助运输巷，4208 付巷为尾巷。4207 巷、4208 巷沿煤层底板布置，4208 付巷沿煤层顶板布置，巷道支护形式均为锚杆支护，4208 付巷巷道断面技术参数：锚杆间排距 1000800mm，净断面 7.05m2 根据 4304 工作面已采区段的来压情况，4304 综放工作面老顶周期来压步距在 1525 米范围内。 附：4304 工作面通风系统示意图2、瓦斯异常涌出情况简介2006 年 6 月 3 日 2 点 27 分 36 秒至 2 点 48 分 29 秒（共计 1253 秒） ，4304 尾巷瓦斯涌出异常，2：39 尾巷内瓦斯浓
4、度最高达 4.86%，整个过程尾巷瓦斯浓度平均达 2.53%。据最近一次风量测定，该处风量为 840m3/min。分析瓦斯涌出异常时段内尾巷甲烷传感器监测曲线，计算求得这一时段内瓦斯涌出量近似为 工 作 面 通 风 系 统 示 意 图443.3 m3。6 月 2 日 1：00 至 3：00，4304 尾巷瓦斯涌出相对稳定，瓦斯浓度为 1.471.57%，平均为 1.52%，估算 1253 秒内瓦斯涌出量为 266.6 m3。在同样的时间段内，6 月 3 日瓦斯异常涌出增量为 176.7 m3，使尾巷内瓦斯浓度平均增加 1.01%。随后，2：32 至 2：38，2#风井回风巷瓦斯浓度也出现报警，
5、2：34 达 0.87%。瓦斯异常涌出期间，工作面上隅角瓦斯浓度 0.200.14%，回风巷 T1 瓦斯浓度 0.190.13%、T2 瓦斯浓度 0.300.22%，均无明显变化。可见，此次瓦斯异常涌出主要来源为尾巷排放的采空区瓦斯。3、瓦斯异常涌出原因分析最近一次风量测定，4208 巷风量 810 m3/min，4208 付巷风量 840 m3/min。5 月 20 日至 6 月 2 日，该面平均日产量为 7602t，绝对瓦斯涌出量平均为 16.79m3/min，其中，回风巷 2.54m3/min，尾巷 14.25m3/min，相对瓦斯涌出量为 3.18m3/t。5 月 30 日至 6 月
6、2 日，该面绝对瓦斯涌出量平均为14.38m3/min，4 天内采面回风巷瓦斯涌出没有大的波动，而 4 天内尾巷累计瓦斯涌出量比平均瓦斯少 13882 m3，这部分少涌出的瓦斯积存在采空区内为瓦斯异常涌出提供了来源。该工作面长度为 200m，通过向该队干部职工了解，工作面来压一般分为前后两半部显现， 6 月 3 日 4304 尾巷瓦斯涌出异常期间，工作面后半部液压支架支护阻力出现显著增加，多数支架微表显示值达30MPa，前半部为 2122 MPa，表明工作面后半部在这一段时间内存在周期来压。在周期来压前，顶板未充分垮落，采空区内空间较大，从采空区深部向工作面空间涌出瓦斯的通道相对畅通，为深部瓦
7、斯的涌出创造了便利条件。随着采面向前推进，采空区顶板悬顶距离增加，当采场上覆围岩不能稳定而突然垮落，采面周期来压发生。如果顶板在采空区深部突然垮落，短时间内挤压采空区空间，迫使大量采空区深部高浓度瓦斯气体涌出。这就造成了尾巷高浓度瓦斯涌出。如此时工作面推进中内错尾巷由于底臌严重变形、堵塞巷道或内错尾巷在工作面煤壁塌透漏风等造成内错尾巷失去作用，则高浓度瓦斯涌出会通过采面上隅角，造成上隅角瓦斯高浓度积聚。但是，无论是内错尾巷还是上隅角的高浓度瓦斯都给安全生产留下了巨大的隐患。4、内错尾巷综放工作面高浓度瓦斯涌出防治对策相对内错尾巷而言，由于外错尾巷采空区瓦斯涌出的通道为尾巷横川，更靠近采空区深部
8、，甚至位于周期来压步距以里，所以能带走采空区深部瓦斯，降低采空区深部瓦斯浓度。采用外错尾巷疏排采空区瓦斯，降低周期来压影响范围内采空区瓦斯浓度，可以减少来压期间的瓦斯涌出强度。因此在采面设计时尾巷尽可能采用外错布置。对成庄矿现有的内错尾巷工作面，在回采过程中，主要采取以下措施防治高浓度瓦斯涌出。4.1、加强通风管理。确保采面通风系统稳定，配风量充足，应尽量减少对采面通风系统的调整，并保证内错尾巷和回风巷通尾巷横川设施完好。同时合理分配尾巷和回风巷的风量，即尾巷高负压、大风量以疏排采空区瓦斯，回风巷低负压以减少回风上隅角的瓦斯涌出。4.2 防止内错尾巷塌透，确保内错尾巷的使用超前工作面不少于 1
9、00m 在尾巷铺设底网（一般用塑料网，底鼓严重时选用金属网）和风筒布，形成尾巷假底。同时，在工作面内错尾巷下割煤时，队组严格控制采高在 2.65m 以下，坚持割底不少于 0.5m，确保留顶煤厚度不小于 1.0m。若工作面压力大或遇断层等地质构造留不住煤顶，制定人工掏硐等措施留煤顶。内错尾巷下及其附近 2 个支架带压拉超前架，防止内错尾巷塌透。若内错尾巷塌透，队组立即停止生产，用风筒布对塌透处进行封堵。以保证工作面内错尾巷能够正常使用。定期检查内错尾巷内的维护情况，发现压力大或底鼓的地方增设木垛。在尾巷风筒布上每隔 2 米交错在尾巷两帮打“井”字木垛。木垛顺巷道方向使用R1102000mm 板梁
10、，垂直巷道方向采用 1200mm 长板梁架设。打木垛时先将顶网和帮网沿巷道周边剪断（若尾巷压力大时不剪网） ，然后在剪断处打木垛。工作面放煤必须均衡进行，并且把煤放净，同时放煤过程中后溜必须运转，防止后溜空间堵塞，通风不畅；施工队组停后溜前，必须将后溜拉空；出现后溜堵塞，及时疏通。在工作面内错尾巷处放煤时保证放煤质量，确保尾巷通风断面畅通。4.3 加强顶板来压和瓦斯涌出异常的预测预报。4.3.1 每月对综放工作面地质构造、瓦斯地质、顶板岩性、顶板各分层厚度情况进行预报。4.3.2 将各综放工作面老顶来压位置、强度、矿压显现资料及时进行总结。同时根据综放工作面放顶煤工艺、顶板岩性、推进度、采放比
11、、循环步距、工作面长度等与周期来压步距和强度的关系，对综放工作面周期来压进行预报，超前预防。队组注意观察来压预兆，并根据来压预报在来压期间控制生产节奏，做好超前防范工作，认真采取各项通风措施防止瓦斯超限。4.3.3 根据预测预报，合理组织生产，减小周期来压步距、缓和周期来压强度，避免大面积老顶来压。4.4 上隅角瓦斯治理进、回风隅角坚持退锚，确保切顶线以里顶板能有效垮落。执行退锚措施后，进、回风隅角的悬顶距达 5m，必须停产在切顶线以里 0.5m 建一道编织袋充填墙（编织袋内采用浮煤、炉渣等充填材料） 。进风隅角充填墙必须接顶。回风隅角建充填墙时上部距顶板 6070cm 不要挡严，以有利于顶板
12、垮落。瓦检员将上隅角切顶线以里纳入检查范围，具体要求：将检查杖伸入切顶线以里所有悬顶空间进行瓦斯检查，发现有瓦斯浓度超过 2%，体积大于0.5m3的局部积聚地点，及时停止生产，悬挂导风障和导风筒，并将导风筒尽量深入切顶线以里进行处理，若采取上述措施都不能有效处理时，队组必须在距切顶线以里约 0.5m 处建充填墙。同时将充填墙以里的空间用浮煤浮矸逐步充填严实。充填墙在煤柱帮可以留设一个孔径约 0.6m 的孔洞，将导风筒入口紧靠充填墙上的孔洞以导排上隅角瓦斯。同时利用导风筒处理上隅角瓦斯，导风筒入口伸入切顶线或充填墙以里不小于 0.5m，并尽可能往里伸入，跟班瓦检员根据现场瓦斯情况确定导风筒入口具
13、体位置，保证导风筒有效导排上隅角瓦斯。风筒入口随着工作面推进及时外移。导风筒通过尾巷横川将上隅角瓦斯导排入尾巷。尾巷横川间距 100m左右，否则补打横川。横川距工作面煤壁 20m 左右时，提前在横川的尾巷内侧挂风幛,风幛必须封闭尾巷横川全断面，以避免工作面过尾巷横川时风流短路，导致内错尾巷失效。4.5 加强采空区瓦斯释放正常生产过程中应保证进风隅角切顶线处风障正常使用，封闭严密。每天检修班施工队组必须取掉进风切顶线处风障，同时在工作面机道和人行道适当位置增阻，增大往采空区的过风量，提高疏排采空区瓦斯的效果以释放采空区瓦斯。4.6 实施综合抽放，减少采面瓦斯涌出加强抽放系统管理，提高抽放效果，确
14、保抽放时间，尽最大可能降低煤层瓦斯含量。对综放工作面进行采空区抽放设计，采用抽放疏排采空区瓦斯。采空区瓦斯抽放方式包括：引巷抽放、老塘埋管抽放、钻孔抽放或者以上三种方式相综合的形式。4.7 防范瓦斯异常涌出造成事故的措施工作面一旦瓦斯超限，切断电源，停止一切作业，撤出相关区域人员。同时，现场人员及时汇报，在通风专业人员指挥下进行处理。加强机电管理，确保机电设备防爆、瓦斯断电灵敏可靠。合理组织生产，监督采面均衡生产，杜绝集中生产和突击生产。在 4304 尾巷测风站处安设一个风速传感器，监测尾巷风量，尾巷风量异常时，及时排查处理尾巷。移机尾架时分两次移到位，拉机尾架时工作面除前后溜正常运转外停止一
15、切工作。在上隅角回柱时，只允许用铜质工具敲打。5、结论及建议由于采取了上述措施， 4304 综放工作面末采期间上隅角和尾巷未出现过一次报警，保证了该面的顺利末采。从 8 月 10 日至 8 月 25 日，日均生产原煤7379t，最高日产量达到 10422t。总结 4304 内错尾巷综放工作面瓦斯治理实践，主要形成了以下经验：5.1 把防止内错尾巷塌透和巷道变形堵塞造成尾巷失效作为该工作面瓦斯治理的主要工作来抓，确保采空区瓦斯通过尾巷向外涌出。5.2 确保内错尾巷采面风量配备合理、可靠稳定。加强工作面采空区瓦斯源和进回风隅角顶板、采空区顶板管理，从而杜绝高浓度瓦斯超限。5.3 从降低和减少采空区瓦斯浓度、瓦斯量入手，积极研究采空区抽放工艺，开展采空区瓦斯抽放，彻底解决由于采空区瓦斯涌出造成的各类瓦斯超限，确保采面安全生产。
