康家灘煤礦是神華集團(tuán)神東公司所屬的大型出口煤基地之一，生產(chǎn)能力8Mt/a，礦井現(xiàn)有一個(gè)綜采面和三個(gè)連采掘進(jìn)面。目前，88201綜采面的生產(chǎn)能力為7Mt/a左右，屬高產(chǎn)高效工作面。煤層瓦斯含量為1.91m3/t，但由于綜合機(jī)械化程度高，開采強(qiáng)度大，產(chǎn)量集中，采面生產(chǎn)過程中，瓦斯涌出量較大，經(jīng)常造成下隅角和回風(fēng)瓦斯超限。因而，在88201綜采面的回采過程中，我們對(duì)其瓦斯涌出規(guī)律及來源進(jìn)行了分析，并有針對(duì)性地采取了各種防治措施，從而保證了88201綜采工作面的正?；夭伞?/p>

      1、試驗(yàn)工作面概況
      88201綜采工作面位于康家灘礦井田中北部的二采區(qū)，工作面走向長2830m，推進(jìn)長度2667m，傾斜長240m，所采煤層為8#煤層，煤層平均厚度為5.36m，設(shè)計(jì)采高3.5m，容重1.47t/m3，可采儲(chǔ)量3.2932Mt。工作面月生產(chǎn)能力為66萬噸。
      工作面所開采的8#煤層總體為簡單型的寬緩背斜構(gòu)造，北翼走向5o～15o，傾角2o～3o，軸部煤層走向0o，傾角4o，南翼走向170o～185o，傾角5o～6o，回風(fēng)順槽有四條小斷層，膠帶輔助運(yùn)輸順槽有三條小斷層，開切眼以南800m范圍內(nèi)有二組大型裂隙帶。
      工作面原設(shè)計(jì)為下輔運(yùn)順槽和膠運(yùn)順槽進(jìn)風(fēng)，上巷單獨(dú)回風(fēng)，后考慮到工作面單巷回風(fēng)難以解決工作面回風(fēng)隅角及回風(fēng)巷瓦斯超限問題，于是改為下行通風(fēng)方式，即工作面上輔運(yùn)順槽和膠運(yùn)順槽進(jìn)風(fēng)，下輔運(yùn)順槽回風(fēng)，構(gòu)成兩進(jìn)一回通風(fēng)系統(tǒng)。其工作面布置及通風(fēng)方式如圖1所示。
       2、綜采工作面瓦斯涌出規(guī)律及來源分析
      88201綜采工作面自6月8日開始生產(chǎn)以來，受頂板初次來壓、周期來壓、采空區(qū)面積、地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響，工作面瓦斯絕對(duì)涌出量隨著回采距離的增加呈明顯上升趨勢。由圖2可以看出，隨著88201工作面的回采推進(jìn)，工作面絕對(duì)瓦斯涌出量由5m3/min一直上升到目前的45～48m3/min；工作面采場瓦斯涌出量基本維持在5～10m3/min之間；而采空區(qū)的瓦斯涌出量最高時(shí)可達(dá)30m3/min。另外，由圖2可以看出，瓦斯涌出曲線中出現(xiàn)了幾個(gè)波動(dòng)性較大的峰值，經(jīng)調(diào)查分析，工作面每推進(jìn)120米左右，采空區(qū)老頂來壓跨落，聯(lián)巷密閉壓裂壓壞，造成采空區(qū)瓦斯集中涌出，尤其是從尾排聯(lián)巷涌出的瓦斯量都在10m3/min左右。
      88201綜采工作面采空區(qū)瓦斯涌出基本規(guī)律如下：
      （1）隨著采空區(qū)面積的擴(kuò)大，采空區(qū)瓦斯涌出也逐漸增大，并隨著老頂周期性來壓冒落，采空區(qū)瓦斯也周期性大量涌出，并呈上升趨勢，但增加到一定值時(shí)，在開采條件基本不變的條件下，采空區(qū)瓦斯涌出趨于緩和。
      （2）88201工作面瓦斯涌出90%來源于本煤層，其中60%來源于采空區(qū)，20%來源于工作面割煤及運(yùn)輸過程，20%來源于巷道煤壁、浮煤涌出和邊界進(jìn)風(fēng)帶來的瓦斯。
      （3）采空區(qū)瓦斯涌出的大幅度增加是造成綜采工作面回風(fēng)及尾巷瓦斯超限的主要原因。主要涌出點(diǎn)為尾排聯(lián)巷及其滯后的兩、三個(gè)聯(lián)巷。

      3、88201綜采工作面瓦斯防治措施及效果
通過上面的分析，可知88201工作面的瓦斯主要來源于采空區(qū)，所以采取的主要措施就是減少采空區(qū)瓦斯涌出或者改變采空區(qū)瓦斯涌出的地點(diǎn)。
      (1) 利用“尾排”聯(lián)巷，降低回風(fēng)隅角瓦斯  濃度。
      由于工作面的下隅角經(jīng)常處于超限狀態(tài)，嚴(yán)重地制約了工作面高產(chǎn)高效安全生產(chǎn)。為了保證回采工作面的安全高效生產(chǎn)，結(jié)合88201工作面的實(shí)際情況，采取輔運(yùn)順槽與膠運(yùn)順槽之間的聯(lián)絡(luò)巷密閉滯后采面一個(gè)聯(lián)巷，形成一段“尾巷”，以解決下隅角瓦斯超限問題。通過采取”尾巷”排瓦斯的措施，從而使下隅角的瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.0％以下，有效地解決了工作面下隅角瓦斯超限問題。
      (2) 貫通邊界尾巷
      雖然”尾排”聯(lián)巷有效地解決了回風(fēng)隅角瓦斯超限問題，但是還是存在”尾巷”后部瓦斯積聚及”尾排聯(lián)巷”出口周邊及回風(fēng)瓦斯超限問題。即使采用了用局扇吹的辦法，但是效果不太明顯。為了解決輔運(yùn)順槽 后部瓦斯積聚及回風(fēng)瓦斯超限問題，采取了貫通邊界尾巷的措施，邊界尾巷貫通后，配風(fēng)量在1600m3/min左右，這一措施有效地解決了“尾巷”后部的瓦斯積聚。但由于下輔運(yùn)順槽頂板下沉、片幫嚴(yán)重，為加強(qiáng)支護(hù)而使巷道有效通風(fēng)斷面減少導(dǎo)致尾巷配風(fēng)量減少到不足1000m3/min，再加上邊界進(jìn)風(fēng)的瓦斯?jié)舛仍?.8～0.9％，所以有效風(fēng)量較少，未能徹底解決”尾排聯(lián)巷”出口周邊及回風(fēng)瓦斯超限的問題。尾巷貫通后88201綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)如圖3所示。
      (3) 實(shí)施瓦斯抽放
      <1>采空區(qū)抽放
      針對(duì)88201工作面的瓦斯涌出主要來源于采空區(qū)，所以采取了采空區(qū)瓦斯抽放這一治本的措施。采空區(qū)瓦斯抽放主要采取在聯(lián)巷內(nèi)密閉埋管（埋φ250的PE管）抽放方法，抽放泵采用撫順分院生產(chǎn)的YD-Ⅵ型移動(dòng)泵（最大抽放量為40m3/min），共三臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺(tái)備用，目前瓦斯抽放濃度為10～27％，平均為14％；抽放純量為8～15m3/min,平均為10m3/min。這一措施的實(shí)施取得了明顯的效果，使工作面回風(fēng)的瓦斯?jié)舛冉档土?.2～0.3％。實(shí)施采空區(qū)瓦斯抽放以來工作面中部及下隅角從未出現(xiàn)過瓦斯超限現(xiàn)象。
      <2>本煤層預(yù)抽
      由于康家灘煤礦及鄰近礦井均未對(duì)8#煤層進(jìn)行過本煤層預(yù)抽，8#煤層透氣性系數(shù)為2.3—4.7m2/Mpa2d，屬可以抽放煤層，因此我們?cè)?8201工作面回撤通道沿煤層布置了40個(gè)平行鉆孔，孔距5米，孔深100m，孔徑75mm，對(duì)本煤層進(jìn)行瓦斯預(yù)抽，預(yù)抽目的一是通過預(yù)抽降低回撤通道附近煤層瓦斯含量，以保證工作面安全回撤，二是為了試驗(yàn)本煤層預(yù)抽效果。通過對(duì)4#、9#、10#預(yù)抽鉆孔的各參數(shù)觀測分析，得出8#煤層瓦斯自然涌出量特征見下表：
      8#煤層瓦斯自然涌出量特征計(jì)算結(jié)果表 表1
      衡量本煤層瓦斯抽放可行性的指標(biāo)主要有三個(gè)：煤層的透氣性、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、百米鉆孔瓦斯極限涌出量，根據(jù)上述指標(biāo)將煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類如下表：
      煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表   表2 由表1與表2對(duì)比可知：8#煤層從鉆孔流量衰減系數(shù)及煤層透氣性系數(shù)來判定為可以抽放煤層，而從百米鉆孔瓦斯極限抽放量來看屬較難抽放煤層，綜上所述康家灘煤礦8#煤層介于可以抽放與較難抽放之間。另從鉆孔不同時(shí)間內(nèi)瓦斯涌出總量及所占比例表（見附表3）可以看出，鉆孔抽放6個(gè)月后就幾乎枯竭，如果按預(yù)抽6個(gè)月的時(shí)間來考慮，百米鉆孔單孔平均抽放量為561m3，則工作面累計(jì)抽放量為：
      Q=40×561=22440 m3
      工作面噸煤瓦斯抽放量q為：q=22440/（100×240×6.68×1.47）=0.095 m3/t
      工作面抽放率為：η=0.095/1.91×100=5%
      從上面的計(jì)算結(jié)果看出8#煤層預(yù)抽6個(gè)月的抽放率僅為5%，所以初步判斷8#煤層預(yù)抽效果不是很好，屬較難抽放煤層，要想取得好的抽放效果必須改變鉆孔布置方式或采取一定的本煤層強(qiáng)化抽放措施。
      (4) 加強(qiáng)巷道支護(hù)及聯(lián)巷密閉
      實(shí)踐證明，采空區(qū)側(cè)聯(lián)巷支護(hù)強(qiáng)度不夠，采空區(qū)老頂來壓跨落，易使聯(lián)巷密閉壓裂壓壞，導(dǎo)致采空區(qū)瓦斯集中涌出，從而造成了工作面回風(fēng)瓦斯嚴(yán)重超限。針對(duì)這一問題我們一方面采取加強(qiáng)巷道及聯(lián)巷的超前補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)（打木垛及錨索、掛網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)），另一方面采用山東兗州浩珂?zhèn)ゲ┕旧a(chǎn)的具有良好機(jī)械抗壓性的新型高分子材料羅克休對(duì)采空區(qū)側(cè)聯(lián)巷進(jìn)行封閉；因該產(chǎn)品具有高膨脹率，中空充填時(shí)用量少，泡沫反應(yīng)迅速，有很好的抗壓能力，經(jīng)得起巖層的運(yùn)動(dòng)，不蔓延火焰，火焰燒灼后不變形等特點(diǎn);從而保證了聯(lián)巷密閉的質(zhì)量，不僅減少了采空區(qū)的瓦斯涌出，而且也提高了瓦斯抽放濃度，有效地減少了采空區(qū)瓦斯溢出，降低了工作面回風(fēng)瓦斯?jié)舛取?/p>

      4結(jié)語
      采取了上述各種瓦斯防治措施后，使88201綜采工作面的采場內(nèi)、下隅角及回風(fēng)巷的瓦斯?jié)舛榷伎刂圃?.0％以下，從而保證了綜采工作面的正?；夭?，每天的產(chǎn)量維持在25000T左右。
      （1） 通過對(duì)88201工作面的瓦斯涌出資料統(tǒng)計(jì)分析，可知采空區(qū)瓦斯涌出是造成綜采工作面回風(fēng)及尾巷瓦斯超限的主要原因，治理瓦斯必須首先找到瓦斯涌出源,做到分源治理，才能取得較好的防治效果。
      （2）高產(chǎn)高效綜采工作面的瓦斯治理要采用綜合防治措施，必須以通風(fēng)系統(tǒng)解決為前提，以瓦斯抽放為主要手段，以現(xiàn)場管理為重點(diǎn)，采掘巷道設(shè)計(jì)要充分考慮瓦斯治理，技術(shù)管理要超前服務(wù)于現(xiàn)場管理，形成全員、全方位、全過程瓦斯治理格局，才能保證礦井安全高效生產(chǎn)。
      （3）總結(jié)陽泉煤業(yè)集團(tuán)瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)，綜采工作面瓦斯治理要根據(jù)煤層瓦斯含量大小，采用內(nèi)錯(cuò)、外錯(cuò)或內(nèi)外錯(cuò)尾巷加抽放（煤層預(yù)抽、采空區(qū)抽放）是解決高產(chǎn)高效工作面瓦斯超限的一種切實(shí)可行的措施。附表3：康家灘煤礦8#煤層不同時(shí)間內(nèi)百米鉆孔瓦斯涌出總量及所占比例表
作者簡介：任占昌，助理工程師，一九九二年畢業(yè)于內(nèi)蒙古煤炭工業(yè)學(xué)校通風(fēng)與安全專業(yè)班，畢業(yè)后一直從事礦井“一通三防”管理工作，曾任康家灘煤礦通風(fēng)科長，現(xiàn)在神東公司通風(fēng)救護(hù)處。