1 工作面概況

1221（3）綜放工作面為張集煤礦首采工作面，該面位于礦井中央?yún)^(qū)西翼西一采區(qū)南翼，工作面走向長1070m，傾斜長132.5m；所回采的 煤層層位穩(wěn)定，傾角為8°左右，煤層平均厚度為4.5m， 煤層為高瓦斯煤層，回采期間相對(duì)瓦斯涌出量平均為10.22m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量平均為14.74 m3/min，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，煤層有自然發(fā)火危險(xiǎn)，發(fā)火期3～6個(gè)月；，采用“U”型通風(fēng)方式進(jìn)行回采。

2 工作面瓦斯涌出特點(diǎn)

1221（3）綜放工作面機(jī)割煤厚為2.2m，放煤高度為割煤高度的近1倍。由于采高大、產(chǎn)量高且采空區(qū)存在一定的丟煤，在生產(chǎn)過程中，瓦斯涌出有以下特點(diǎn)：

（1）上隅角瓦斯偏高。和普通“U”型通風(fēng)方式采煤面一樣，工作面后方存在著一定的漏風(fēng)，通過測定工作面風(fēng)量，可看出其工作面中部風(fēng)量只為回風(fēng)巷風(fēng)量的60%～80%，說明漏風(fēng)量是很大的。工作面煤壁的瓦斯受風(fēng)流紊動(dòng)作用很快地被新鮮風(fēng)流所沖淡和稀釋，而頂部煤體的一部分瓦斯（一部分釋放到工作面）涌入到采空區(qū)與遺煤及鄰近層圍巖的瓦斯一起積存于后方采空區(qū)中，采空區(qū)瓦斯通過層流狀態(tài)的風(fēng)速較小的漏風(fēng)風(fēng)流運(yùn)移而積聚在工作面漏風(fēng)集中出口處（上隅角一帶），造成上隅角處瓦斯?jié)舛绕撸菀自斐赏咚钩?，給安全生產(chǎn)帶來隱患。

（2）采空區(qū)瓦斯涌出量較大。通過對(duì)工作面瓦斯涌出測定和分析，可以認(rèn)為，工作面的瓦斯來源有三個(gè)：開采層、鄰近層和采空區(qū)遺煤。由于生產(chǎn)過程中鄰近層和遺煤瓦斯均是通過采空區(qū)涌向工作面的，因此，可以粗略地將工作面的瓦斯涌出來源分為兩個(gè)：開采層和采空區(qū)。

根據(jù)1221（3）綜放面老頂初次垮落前（2000年10月上旬～下旬）的瓦斯涌出量實(shí)測資料和老頂初次垮落后6個(gè)月（2000年11月～2001年4月）的瓦斯涌出量實(shí)測資料計(jì)算得：開采層瓦斯涌出量為6.89 m3/min，占工作面瓦斯涌出總量的51%。采空區(qū)瓦斯（鄰近層和采空區(qū)遺煤）涌出量為6.62 m3/min，占工作面瓦斯涌出總量的49%。

（3）采空區(qū)瓦斯涌出的不均衡性。采空區(qū)瓦斯在頂板初次來壓、周期來壓、過構(gòu)造帶所引起頂板大面積垮落時(shí)，會(huì)大量涌出并通過采空區(qū)大量涌入工作面，造成采面和回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛壬撸@種表現(xiàn)為不穩(wěn)定的涌出。該面的瓦斯涌出不均衡系數(shù)為1.5。

3 瓦斯綜合治理措施

（1）合理選定工作面風(fēng)量。工作面剛開始回采，即老頂初次垮落前，考慮瓦斯抽放效果差的因素，在按該面可能日產(chǎn)3000t的條件下，按其絕對(duì)瓦斯涌出量的預(yù)測值12.75 m3/min(撫順煤科分院預(yù)測值)進(jìn)行計(jì)算配風(fēng)為1913 m3/min,能把工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛纫恢毕♂屧?.5%以下，較好地滿足了生產(chǎn)要求。

頂板初次來壓后，瓦斯抽放效果好轉(zhuǎn)，在滿足稀釋瓦斯的基礎(chǔ)上，適當(dāng)減小風(fēng)量，盡可能減少向采空區(qū)的供氧，有利于防火。

考慮前期抽放率仍不可能很高，按20%瓦斯抽放率重新選定風(fēng)量：



從11月至2001年4月這段時(shí)間，該面的配風(fēng)量一直比較穩(wěn)定，開采過程證明風(fēng)量是合理的，既控制了綜放面瓦斯超限次數(shù)，又控制了采空區(qū)煤炭的氧化自燃，上隅角處CO濃度控制在30×10-6以下，保證了安全生產(chǎn)。

（2）實(shí)行均壓通風(fēng)，減少采空區(qū)瓦斯涌出。具體作法一是根據(jù)實(shí)際需要，工作面由前期配風(fēng)1940 m3/min調(diào)整為1500 m3/min左右，這一措施的實(shí)施不是簡單的放風(fēng)，而是在回風(fēng)下山設(shè)立一組調(diào)壓風(fēng)門，實(shí)行增阻開區(qū)均壓，在該采面進(jìn)、回風(fēng)巷間壓差基本不變（此端壓差受中央風(fēng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)決定）的情況下，通過設(shè)置的均壓設(shè)施，減小了工作面采空區(qū)上、下端頭間壓差，從而減少了采空區(qū)的漏風(fēng)；二是在綜放工作面上、下隅角進(jìn)行充填，對(duì)采空區(qū)漏風(fēng)支路實(shí)施增阻措施：及時(shí)收作、落架、放煤，在上、下隅角處采用塑料紡織袋裝煤矸進(jìn)行碼放連續(xù)充填，要求墻垛與綜放支架后梁一致，墻垛與上、下風(fēng)巷間成110°鈍角或圓弧形，不至于形成通風(fēng)死角或渦流區(qū)，以利于風(fēng)流很好地?cái)U(kuò)散，緊貼在漏風(fēng)源（下隅角）墻垛外增設(shè)擋風(fēng)風(fēng)幛，阻止漏風(fēng)。通過對(duì)實(shí)施該措施前后工作面風(fēng)量的測定統(tǒng)計(jì)，未實(shí)施該措施前采空區(qū)漏風(fēng)量最大值為回風(fēng)流的40%，實(shí)施措施后，漏風(fēng)量有所減少，最大值為回風(fēng)流的25%。該面采用此種方式進(jìn)行連續(xù)充填，在抽放正常情況下，較好地處理了上隅角處瓦斯，使上隅角處瓦斯?jié)舛纫恢痹?%以下。

（3）強(qiáng)化通風(fēng)系統(tǒng)管理，確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。①隨著礦井東、西兩翼開拓巷道的延伸，巷道施工及貫通地點(diǎn)（次數(shù)）增多，礦井系統(tǒng)配風(fēng)量亦需不斷進(jìn)行調(diào)整。我們對(duì)每次調(diào)風(fēng)及風(fēng)量的增減，均及時(shí)地進(jìn)行了區(qū)域性均壓技術(shù)測定，并對(duì)該處的均壓通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，確保風(fēng)量移定、風(fēng)壓合理。②正常時(shí)做到每周一次、特別情況時(shí)隨時(shí)測定工作面風(fēng)量，并把測風(fēng)結(jié)果記入工作面測風(fēng)牌板上，以掌握其變化。③經(jīng)常檢查均壓風(fēng)門及控制風(fēng)門的密閉質(zhì)量，杜絕損壞，確保設(shè)施完好；控制風(fēng)門始終閉鎖；對(duì)均壓系統(tǒng)穩(wěn)定有影響的兩個(gè)溜煤眼嚴(yán)禁放空。

（4）施工頂板走向鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯。頂板走向鉆孔抽放瓦斯在淮南礦區(qū)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，即沿走向在煤層頂板往采空區(qū)上方（即裂隙帶）內(nèi)打鉆，通過鉆孔抽放采空區(qū)頂板裂隙帶、冒落空間及經(jīng)過充填封堵在采空區(qū)中積存的高濃度瓦斯，減少從上隅角一帶向工作面大量涌出瓦斯。通過對(duì)該面9個(gè)鉆場62個(gè)鉆孔（包括連孔）的抽放情況的考察，基本掌握了適合張集礦的頂板走向鉆孔設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：①終孔位置確定為煤層頂板16m；②鉆孔接替抽放的距離為30m；③鉆場間距為80m，每個(gè)鉆場布孔5個(gè)。

（5）其它瓦斯治理措施。①上隅角處增設(shè)專職測氣員；上隅角處懸掛CH---4便攜儀，一旦CH4≥2%，立即停止工作；上隅角處設(shè)置一道導(dǎo)風(fēng)帳或?qū)эL(fēng)板，盡量讓工作面風(fēng)流改變方向靠近上隅角；局部積聚瓦斯很小的空間采用高壓水射流帶走瓦斯；后部鏈板機(jī)及時(shí)拉走余煤，增加通風(fēng)斷面；對(duì)上隅角一帶上風(fēng)巷外幫瓦斯積聚微小空間亦進(jìn)行充填。②工作面過鉆場前，由于鉆場受超前應(yīng)力影響，會(huì)引起煤體破裂，向鉆場內(nèi)涌出瓦斯，抽放管路撤除后，在擴(kuò)散通風(fēng)不理想時(shí)，該處極易積聚瓦斯。于是在鉆孔撤除前鉆場接上木垛，盡量減少鉆場受損；在瓦斯?jié)舛容^大，但低于1.5%時(shí)，采用高壓水射流沖走積聚瓦斯；在工作面方向用長釬子向鉆場內(nèi)掏孔，利用負(fù)壓通風(fēng)帶走瓦斯。③補(bǔ)打巷幫邊孔。正常時(shí)前后兩鉆場鉆孔能保證較好地接替，均勻抽放瓦斯，但周期來壓或初次來壓，頂板大面積垮落使采空區(qū)空間體積驟然縮小時(shí)，鉆孔在構(gòu)造帶中提前垮冒使鉆孔失去效能或封孔不實(shí)漏氣時(shí)和鉆孔施工時(shí)存在較大偏差所引發(fā)鉆孔不能正常接替時(shí)，需補(bǔ)打邊孔，即在兩鉆場間通過在巷幫或淺鉆窩沿走向施工頂板鉆孔，以保證鉆孔的接替。

（秦永洋 趙俊峰 李貴和 朱恒友）