趙一凡

（山西潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司， 山西 長(zhǎng)治 047105）

1 概述

山西潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司1209 綜放工作面位于井田二采區(qū)，工作面走向長(zhǎng)度為1 850 m，傾向長(zhǎng)度為220 m，回采煤層為石炭系3 號(hào)煤層，平均厚度為6.7 m，工作面采用綜合機(jī)械化低位放頂煤回采工藝，瓦斯含量為4.8~6.9 m3/t。經(jīng)計(jì)算絕對(duì)瓦斯涌出來(lái)將達(dá)到25 m3/min，依據(jù)瓦斯涌出量計(jì)算，如果單一采用“U”型通風(fēng)治理瓦斯需要風(fēng)量為4 500 m3/min，而工作面巷道斷面面積僅為16 m2，采用“U”型通風(fēng)巷道風(fēng)速將超過(guò)4 m/s，嚴(yán)重違反《煤礦安全規(guī)程》，瓦斯問(wèn)題已成為工作面開(kāi)采的制約因素，為徹底解決這一難題，該礦工作面上方布置一條高抽巷（層位為距工作面頂板上方15 m，與工作面回風(fēng)巷平行15 m），在綜合治理采煤面瓦斯的過(guò)程中，利用在煤層頂板施工高抽巷，高抽巷內(nèi)埋設(shè)抽放管路抽采瓦斯，此高抽巷在工作面初采、回采和回撤過(guò)程中發(fā)揮了極為重要的作用。高抽巷位置關(guān)系、貫通示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 高抽巷位置關(guān)系、貫通示意圖

2 綜放工作面高抽巷的應(yīng)用

2.1 綜放工作面初采階段高抽巷作用

山西潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司1209 工作面在初采前期，1209 高抽巷便與工作面切眼貫通。初采期間，工作面瓦斯涌出量較低，約15 m3/min，風(fēng)量配備2 300 m3/min，工作面老頂未能垮落，為保證高抽巷能夠起較好的抽采效果，回風(fēng)隅角至高抽巷通路須由木剁支護(hù)，確保瓦斯抽采通路順暢；同時(shí)初采初期嚴(yán)格執(zhí)行退錨措施，加速老頂及時(shí)垮落。經(jīng)過(guò)觀察、測(cè)量工作面瓦斯分布情況、風(fēng)流風(fēng)向及高抽巷流量、瓦斯?jié)舛鹊弥夯仫L(fēng)隅角和采空區(qū)瓦斯通過(guò)高抽巷進(jìn)行排出，高抽巷氣量約400 m3/min，純量約4.5 m3/min，工作面回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛缺３衷?.55%附近，此方法能夠保證工作面初采期間后溜機(jī)尾、回風(fēng)隅角瓦斯保持較低濃度，約0.65%，解決了1209 工作面初采期間瓦斯管理難、易超限問(wèn)題。回風(fēng)隅角和采空區(qū)瓦斯分布、流向圖見(jiàn)圖2。

圖2 回風(fēng)隅角和采空區(qū)瓦斯分布、流向圖

2.2 綜放工作面回采階段高抽巷作用

隨著工作面向前推進(jìn)，偽頂、老頂持續(xù)垮落并填實(shí)采空區(qū)，由于工作面采空區(qū)與高抽巷已經(jīng)相通，故木剁支護(hù)已沒(méi)有必要。此時(shí)，工作面采煤強(qiáng)度增大，可將風(fēng)量適當(dāng)增加至2 700 m3/min，并通過(guò)調(diào)節(jié)高抽巷負(fù)壓與蝶閥角度將高抽巷氣量增加至800 m3/min。高抽巷對(duì)于采空區(qū)的瓦斯抽采可較大幅度降低采空區(qū)瓦斯涌向工作面，降低工作面瓦斯?jié)舛?，提升作業(yè)環(huán)境安全系數(shù)，為安全生產(chǎn)提供必要的安全保障；工作面風(fēng)量部分通過(guò)后溜、工作面上隅角進(jìn)入高抽巷，可解決上隅角瓦斯易積聚難題；同時(shí)高抽巷為高濃度瓦斯提供了一個(gè)安全出口，大大降低工作面風(fēng)流、回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?。?jīng)過(guò)整個(gè)回采階段各地點(diǎn)瓦斯?jié)舛群透叱橄餁饬考兞繑?shù)據(jù)記錄整理得治：工作面絕對(duì)瓦斯涌出量25 m3/min，高抽巷氣量800 m3/min，純量16.2 m3/min，工作面回風(fēng)巷風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.51%，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.46%。回風(fēng)隅角、采空區(qū)和回風(fēng)巷瓦斯分布、流向圖見(jiàn)圖3。

圖3 回風(fēng)隅角、采空區(qū)和回風(fēng)巷瓦斯分布、流向圖

2.3 綜放工作面回撤階段高抽巷作用

工作面回撤階段，高抽巷依舊為工作面瓦斯保駕護(hù)航。該工作面采用局部通風(fēng)機(jī)回撤，通風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量為420 m3/min，工作面內(nèi)風(fēng)速較低，瓦斯易積聚于工作面上隅角，給回撤工作增添風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)須將高抽巷氣量調(diào)為110 m3/min，觀察到工作面隅角處風(fēng)量微微流向高抽巷即可，此時(shí)工作面上隅角瓦斯?jié)舛扰c風(fēng)流瓦斯?jié)舛人顭o(wú)幾，保證工作面順利回撤?；爻饭ぷ髅嬷匾攸c(diǎn)風(fēng)量、瓦斯、抽采量圖見(jiàn)圖4。

3 綜放工作面布置高抽巷的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

1209 高抽巷在工作面布置期間投入了大量的人、財(cái)和設(shè)備，特別是對(duì)高抽巷層位的研究、模擬實(shí)驗(yàn)、決策與部署，不但解決了工作面瓦斯難管理、易超限的問(wèn)題，還為后期工作面開(kāi)采積攢了經(jīng)驗(yàn)。1209高抽巷的投入使得1209 工作面瓦斯在整個(gè)開(kāi)采周期處于安全穩(wěn)定的范圍，為公司安全高效生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖4 回撤工作面重要地點(diǎn)風(fēng)量、瓦斯、抽采量圖

3.2 缺點(diǎn)

1）由于1209 高抽巷為全巖巷道，掘進(jìn)速度慢，工期長(zhǎng)，已造成采掘銜接緊張。

2）高抽巷層位難以把握、易于失敗，須經(jīng)過(guò)前期大量的模擬計(jì)算得出，在實(shí)際掘進(jìn)中應(yīng)根據(jù)具體情況作出相應(yīng)調(diào)整。

3）高抽巷內(nèi)瓦斯?jié)舛容^高，如管路發(fā)生泄漏，已造成瓦斯事故。

4 結(jié)語(yǔ)

潞安集團(tuán)司馬煤業(yè)公司通風(fēng)部通過(guò)實(shí)際研究，對(duì)1209 工作面初采、回采和回撤期間采取的瓦斯防范措施，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用確保了1209 工作面能夠安全高效回采。