低瓦斯矿井老塘回风处理回采面上隅角瓦斯超限的试验

赵树华

（黑龙江，七台河，154600）

低瓦斯矿井老塘回风处理回采面上隅角瓦斯超限的试验

赵树华

（黑龙江，七台河，154600）

文章阐述了低瓦斯矿井开采深部时，回采面上隅角瓦斯超限给安全带来了威聶，提出了老塘回风解决上隅角瓦斯超限的途径。

上隅角；瓦斯超限；老塘回风

井下采掘作业场所瓦斯积聚与超限是矿井生产的重大安全隐患，因而也是矿井瓦斯管理的关键。龙湖分公司虽为低瓦斯矿井，但随着开采水平的逐步延深、采掘布局向深部发展、瓦斯赋存和涌出量逐步增大，出现了掘进工作面瓦斯涌出异常、回采工作面上隅角瓦斯超限积聚的问题，对矿井安全生产构成了极大的威胁。针对这些情况，研究试验处理瓦斯超限积聚的方法和措施、探索低瓦斯矿井中高瓦斯面瓦斯管理的新途径，对加强龙湖分公司深部开采的瓦斯管理、杜绝瓦斯事故至关重要。

一、478采煤工作面概况。

龙湖分公司478采煤工作面回采的是三采区62C煤层，工作面边界为一倾向大断层。工作面上巷长510米，下巷长580米，平均工作面长度120米，平均采高1.5米，平均倾角32゜。工作面通风方式为U型上行通风，配风量为310m3/min。当该工作面沿走向推进100米时，上隅角瓦斯逐渐增高，但均在1%以下。当该工作面沿走向推进120米时，上隅角瓦斯在切顶线处瓦斯浓度为2.6%，在切顶线以内1.2米处瓦斯浓度为8%，形成瓦斯积聚。鉴于已危及到安全，被迫停止了该工作面的生产。

1、上隅角瓦斯积聚原因分析。根据该工作面所处位置的地质构造情况，结合瓦斯赋存的特点和规律综合分析，认为导致该工作面上隅角超限的主要原因是：(1)工作面位置处于深部开采的瓦斯带。该工作面开采深度的310米，标高为－153米，且该煤层无露头，顶底板围岩透气性差，煤化程度高，致使该煤层瓦斯赋存量高。(2)受采动影响，该工作面上部煤层底板遭到破坏，透气性增强。该工作面上部煤层是与其相距10米，采高0.5米的不可采煤层。该煤层底板遭到破坏后，其赋存的瓦斯由于卸压作用而运移到该工作面采空区侧，并在上隅角处积聚。(3)由于瓦斯的比重较轻，在采空区侧瓦斯因微风条件形成层状分布，且因工作面倾角较大，引起层流状态的瓦斯沿采空区上浮，导致上隅角瓦斯积聚。(4)由于工作面采用U型方式的上行通风，上隅角为工作面通风死角，风流停滞，积聚的瓦斯不能被冲淡和排除。

2、采取的措施与老塘通风方案的确定。针对478采煤工作面上隅角瓦斯超限，工作面停产的实际情况，采取了多项措施进行治理。(1) 加大配风量稀释瓦斯。工作面风量由310m3/min调整到540m3/min。由于上隅角瓦斯超限位置靠近老塘处，因而效果不明显。(2)工作面上出口处设导风障，引导风流稀释上隅角瓦斯。该措施取得了一定效果，切顶线处瓦斯得到了控制，浓度均在 1.5%以下，但是靠近老塘处的瓦斯依然超限，工作面不能恢复生产。在采取上述措施上隅角瓦斯浓度仍不能得到控制的情况下，我们提出了两项根治上隅角瓦斯超限的方案：一是沿上巷降段重新施工一条上巷，利用原上巷作为尾排巷道排放瓦斯；二是利用上片盘回采过的老塘进行通风稀释上隅角瓦斯。

经过经济技术分析对比，认为降段施工假巷要留煤柱，不但造成资源丢失，而且由于施工假巷时间长对生产影响大；同时在距离瓦斯积聚地点较近放炮时也有一定的危险性。而采用老塘回风方案不需增加任何工程，恢复生产时间短；且能为龙湖分公司深部开采时的瓦斯管理探索新的方法和途径。

二、老塘回风的理论分析。

为了采用老塘回风处理478工作面上隅角瓦斯超限和积聚，我们对老塘回风可行性以及478工作面通风方式进行了理论上的分析研究。

1、老塘回风可行性分析。老塘回风最大的危害就是：将老塘瓦斯带出造成瓦斯事故；促进老塘内煤碳自燃引发火灾事故。而龙湖分公司开采的所有煤层均不具有自燃性，因而老塘回风不会引发因煤碳自燃而发生的火灾事故；在回采零片与一片左 62C时，回风中没有瓦斯，因而预计老塘内不会有太大量的瓦斯积存。由于零片左 62C的回风不经过其它采掘场子的安全出口直接进入总排，因而即使老塘内有瓦斯积存，由于总排风量较大，也不会给安全生产带来威胁。

2、478工作面通风方式理论上的分析。478工作面原通风方式如图1。由于采用U型通风方式，采煤工作面上隅角处形成了死角，导致了瓦斯超限。

图1 原通风方式1－零片石门 2－密闭 3－零片左62C 4－乏风 5－一片左62C 6－一片石门 7－通车门 8－新风 9－工作面 10－二片石门 11－二片左62C

图2 老塘通风后通风方式1－零片石门 2－调节 3－零片左62C 4－乏风5－一片左62C 6－一片石门 7－通车门 8－新风9－工作面 10－二片石门 11－二片左62C 12－老塘

478工作面采用老塘回风方式如图2。将零片左62c密闭变成调节后，478工作面形成了老塘回风，工作面通风方式改变成了偏w型，从而使上隅角处有了风流流动，能够稀释上隅角积聚的瓦斯。

3、老塘回风处理上隅角瓦斯超限的技术措施。采取老塘回风解决回采工作面上隅角瓦斯超限问题，是在正确分析了上隅角瓦斯积聚原因的前提下，充分利用回采工作面通风方式与上隅角瓦斯浓度的相互关系，把通风瓦斯管理基础理论应用于现场实践。主要技术原理的技术要点是：(1)利用回采工作面偏W型通风方式，使上隅角处风流增大，促使上隅角处瓦斯随风流排除。(2)利用老塘回风，人为的形成一条尾排巷道，使切顶线以里的上隅角瓦斯随着风流进入老塘，通过老塘形成的尾排巷进到回风流中。根据478上隅角瓦斯积聚原因分析，其积聚瓦斯来源主要是上部煤层和采空区两部分。老塘回风后，上隅角处风流增大，瓦斯被 稀释排除。(3)没采用老塘回风时，工作面是U型通风方式，其上隅角是死角，无风流流动，同时也是上部煤层涌出瓦斯和采空上浮瓦斯易积聚的地方，所以导致瓦斯积聚；而采用老塘回风，工作面形成偏W型通风方式，其上隅角处风流加快。使上隅角瓦斯被风流带走。

三、老塘回风方案的实施与效果。

根据研究的方案和措施，将 478工作面其回风道右侧的左零片 62C密闭变成调节形成老塘回风，老塘回风量为120m3/min，工作面回风量为540m3/min。上隅角瓦斯浓度下降到 0.2%－0.4%，最高为 0.6%；工作面回风流中瓦斯浓度略有下降；老塘回风瓦斯浓度为0.6%－0.8%；进入回风道后，瓦斯浓度为 0.3%－0.5%。鉴于老塘回风取得明显效果，478工作面在停产了3天后，重新恢复了生产。

四、结语：

通过龙湖分公司利用老塘回风处理和防止回采工作面上隅角瓦斯超限的研究试验，总的分析认为该方法在防止和处理异常瓦斯区、倾斜煤层U型通风方式的回采工作面上隅角瓦斯超限积聚，在操作上是可行的。

其缺点是老塘回风易将上部老空区内的瓦斯带出，造成回风道中瓦斯超限。要求对老塘回风量的大小，必须根据不同条件进行正确调整。

TU205

A

1674-3954（2011）02-0180-01