收稿日期:2008-08-15
作者简介：武光辉(1969-)，男，陕西铜川人,1993年毕业于陕西能源职业技术学院通风安全专业，工程师，现为黄陵矿业集团公司一号煤矿副总工程师。
武光辉
(黄陵矿业集团公司一号煤矿，陕西黄陵 727307)
摘 要：根据黄陵矿区一号煤矿长距离掘进存在的瓦斯问题，分析瓦斯来源，提出风排瓦斯，边抽边
掘治理瓦斯的方法及效果分析，从而实现掘进工作面安全生产。关键词：长距离掘进工作面；高瓦斯；治理方法中图分类号:T D712.54 文献标识码:B 文章编号:1671-749X (2009)02-0053-02
0 引言
黄陵矿区一号煤矿设计能力为5M t/a 的全国安全高效矿井，瓦斯等级鉴定瓦斯绝对涌出量30.92m 3 /m in，相对涌出量2.94m 3
/t，为低瓦斯矿井。
随着开采深度和开采强度的增加，瓦斯涌出量显著增大，整个井田瓦斯分布和涌出表现出明显的不均衡性，某些区域出现瓦斯涌出异常现象，如三盘区布置的采掘工作面，就属于高瓦斯区域。矿井可采的2#
煤层平均厚度2.4m ，直接顶以黑泥岩为主，瓦
斯赋存条件较好，由于煤层较薄，机械化程度高，产量大，采掘接续能否保证，尤其掘进速度是矿井安全高效的重要环节。高瓦斯区域布置的掘进工作面瓦斯治理也就成为煤矿瓦斯防治的一项重要内容和重要工作。
1 掘进工作面瓦斯涌出源分析
三盘区305回风顺槽设计长度3250m ，采用掘
，使用2×30k W 对旋式风机局部通风，风筒直径800mm ，风机吸风量防老剂rd
370～600m 3/m i m ，风筒末端风量300～350m 3
/
m i m ，回风顺槽回风量520m 3
/m i m 。当工作面掘进到800m 时，回风流出现瓦斯超限达到0.95%～1.2%，工作面被迫停产。分析认为掘进工作面瓦斯来源主要有以下几方面。
1.1 掘进过程中落煤产生的瓦斯
305掘进机在掘进过程中，由于矿压的作用和
煤体的粉碎，使得原来煤体中处于吸附状态的瓦斯迅速解吸变为游离状态，工作面的瓦斯浓度和瓦斯绝对涌出量增大，这是瓦斯的主要来源，通过计算,
工作面掘进落煤时产生的瓦斯量Q 1=1.47m 3
/m in 。1.2 工作面煤壁围岩裂隙涌出的瓦斯
305掘进工作面落煤后，工作面周围煤体围岩的压力重新分布，工作面前方超前压力增大，巷道顶底板裂隙增多，导致新暴露煤壁中的瓦斯迅速涌入工作面，造成工作面涌出量增加，瓦斯浓度增大。总体内振动出去吃饭
复合硅微粉之，煤壁瓦斯涌出强度取决于煤层瓦斯含量、瓦斯压力、煤层的透气性、空间条件及煤壁暴露时间。当其他条件固定时，煤壁瓦斯涌出强度是暴露时间的函数，通过计算工作面煤壁涌出瓦斯量Q 2=5.506m 3
/m in 。
2 治理方法
通过对305掘进工作面瓦斯来源分析，掘进落
煤时瓦斯涌出量为Q 1=1.47m 3
/m in ，工作面巷道及其围岩卸压区煤体产生的瓦斯Q 2=5.51m 3
/m in,305掘进面的绝对瓦斯涌出量Q =Q 1+Q 2=5.51+1.47=6.98m 3
/m in 。根据《煤矿安全规程》规
定:1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m 3
/m in，必须建立地面永久抽放系统或井下临时抽放瓦斯系统。2.1 风排瓦斯 当305综掘工作面在生产期间出现瓦斯超限情况，导致工作面停产时。为解决瓦斯超限问题，首先
3
5第2期 武光辉 长距离掘进工作面瓦斯治理方法
考虑增加设备，依靠加大风量来解决，根据以往三盘区长距离掘进工作面依靠增加一台对旋风机布置两趟风筒来降低工作面和回风流瓦斯浓度的办法基本可行，但存在几个问题:①理论上两台2×30k W对旋风机同时向工作面供风，风量计算能满足需要，但实际风量达不到设计要求;②随着掘进距离的延长瓦斯涌出不断增大，巷道阻力逐步加大，风筒的漏风及维护量同时也不断加大，稍有松懈就会造成工作面供风量不足，瓦斯超限事故;③长距离掘进到2000m之后，供电及风机管理不能出现任何差错，一旦出现供电及设备问题，造成工作面停风，积存在巷道中的大量瓦斯排放起来非常困难，不但影响生产，而且威胁矿井安全;④突然增加设备加大了风量，但对盘区整个通风系统造成影响，需重新进行风量调整。
通过比较分析，针对305掘进工作面不能再依靠2台对旋风机来从根本上解决瓦斯问题，但可以增加局部通风机的供风量来适当降低瓦斯浓度，即将2×30k W对旋局部通风机更换为2×45k W对旋局部通风量，将原使用的<800mm风筒换为<1000mm风筒，通过采取几项措施，工作面风量及瓦斯情况发生了一定的变化，瓦斯浓度有所下降，见表1。
表1 305掘进面风机更换前后风量、瓦斯比较
对旋风机功率/k W 风机供风量
/m3・min-1
回风流风量
/m3・min-1
风筒末端风
宠物餐具量/m3・m in-1程序升温
工作面瓦斯
浓度/%
回风流瓦斯
浓度/%
2×30370～600520300～3500.35～0.50.9～1.2 2×45550～820750400～5500.2～0.350.6～0.85
2.2 抽放瓦斯
通过对305掘进工作面瓦斯来源分析可以得出78.9%的瓦斯来源于工作面周围煤壁，围岩裂隙涌出的瓦斯。因此治理这部分瓦斯是掘进工作面瓦斯治理的关键。根据巷道煤壁及围岩的“松动圈”理论，掘进巷道形成后，其“松动圈”厚度根据围岩性质和掘进施工工艺不同而不同，因而形成的卸压区范围也不同。通过在工作面后方两侧巷帮布置钻场打钻孔抽放，起到隔断和减少巷道卸压区的瓦斯向巷道中涌入的作用，从而降低巷道回风流中的瓦斯浓度。①钻场布置。在工作面后方每隔80m巷道两侧相距5m各布置一个钻场，钻场尺寸4m×4m ×2.5m;②钻孔布置及参数。因采用边掘边抽瓦斯方法，所以钻孔终孔位置布置在卸压区内，钻孔长度100m，钻孔搭接长度20m，钻孔孔径为<75mm，巷道两侧钻孔均呈扇形布置，钻孔孔口间距1m，每个钻场在前进方向布置3个钻孔;③抽放参数。该工作面从钻场施工开始后，在巷道开始布置<355 mm抽放管路，用Z W Y80/160型移动式水环真空泵进行抽放，钻孔打好后，随即用马丽散进行封孔，然后连接抽放；抽放的流量为50m3/m in，抽放浓度6%～8%，抽放瓦斯量3～4m3/m in。通过进行打钻抽放，使原靠风排不能有效解决的瓦斯问题得到彻底根治，见表2。
表2 抽放前后工作面瓦斯情况
回风风量
/m3・m in-1
工作面瓦斯
浓度/%
回风流瓦斯
浓度/% 2×45k W对
旋风机(抽放前)
低压注塑成型7500.2～0.350.6～0.85抽放后7500.1～0.20.25～0.45 2.3 效果分析
通过对305回风掘进工作面采取提高风量和边掘边抽的方法后，使该工作面因瓦斯超限导致停产一周，变为正常安全生产，月进尺提高了125m；另外通过提前在掘进巷道布置抽放管路，即保证了掘进时的瓦斯抽放，而且为将来综采工作面和本煤层预抽上隅角高位仰角抽放创造了条件，为实现“掘-抽-采”平衡打下了基础。
3 结论
(1)对于长距离掘进巷道，治理瓦斯措施要超前实施，提前考虑，做到统筹兼顾。并且治理瓦斯态度要坚决，要树立“由措施型向工程型”治理瓦斯的思想。
(2)对于绝对瓦斯涌出量小于3m3/m in的掘进工作面，通常采用加大局部通风机功率采用大直径风筒或增加一台局部通风机，巷道再增加一趟风筒来增加工作面风量的方法治理瓦斯，方法简单、效果明显。
(3)对于绝对瓦斯涌出量大于3m3/m in的掘进工作面靠增加风量来处理瓦斯问题，就达不到预期的目的而采用边掘边抽的方法，效果非常明显，避免了增加风筒或使用大直径风筒受巷道断面影响带来的不便，由于是在工作面后方施工钻场和钻孔，从而可以在工作面正常生产过程中实施抽放工作，既保证了瓦斯治理，又实现了工作面安全生产。
45陕 西 煤 炭 2009年
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