W3410刨煤机工作面瓦斯综合治理技术

1、W3410刨煤机工作面瓦斯综合治理技术 1矿井及工作面概况 晓南煤矿1980年投产，制定生产能力为90万 t/a，经改扩建后，制定生产能力为150万ta，现实际生产能力稳定在240万ta以上，现有w2、W3共 2个采区。我矿于2002年引进法国DBT公司刨煤机系统在W3409工作面首次安装使用，W3410是我矿使用刨煤机生产的第二个工作面。W3410工作面位于西三采区北部，南侧为W3409工作面采空区，北侧为W3411工作面(尚未开拓)，西为W3二期 412工作面(尚未开拓)，东部以F23-1号断层为界与西三采区二期相邻；下部为72号煤层；层间距在 26-30m之间，上部为2号煤层(不可采)。

2、该工作面走向长795m，倾斜宽215m。工作面开采的是42号煤层，煤层厚度1.0325m，平均177 m，东部薄，向西逐渐增厚；煤层倾角310，煤质为长焰煤。绝对瓦斯涌出量为303m，煤尘具有爆炸性，“U型通风方式，全部陷落法管理顶板。2 W3410回采工作面瓦斯涌出特点 通过对W，410工作面的现场测定和计算，可以得出工作面瓦斯的涌出特点。 (1)上隅角瓦斯偏高。刨煤机工作面由于采高小，工作面通风断面相对综采面要小得多，工作面后方存在着一定的漏风。通过实测，工作面中部风量只有回风顺槽风量的7080，说明工作面向采空区的漏风量是很大的。工作面落煤及煤壁的涌出的瓦斯一部分很快被新鲜风流冲淡、稀释

3、，一部分随漏风风流涌人到采空区；同时，遗煤及邻近围岩的瓦斯也积存于采空区中。采空区内的瓦斯在雷诺数很小的层流状态下，随漏风风流运移积聚在工作面上隅角一带，造成上隅角处瓦斯浓度偏高。 (2)采空区瓦斯涌出量较大。在采动应力影响下，采空区2侧煤层(煤柱)破坏后释放出的瓦斯(呈缓慢涌出状态)涌人工作面采空区，一般认为应力影响区在工作面以外的1525m内；上邻近层瓦斯随顶板冒落破坏后，沿顶板卸压角以外的冒落带、裂缝带、弯曲下沉带急剧涌人工作面采空区；下邻近层其三向应力状态变成二向应力状态，依据材料力学原理，就要向上产生应变，产生弯曲破坏(表现为底鼓)，其吸附状态下的瓦斯就会解吸成游离状态下的瓦斯，涌人

4、工作面采空区。可以认为：工作面的瓦斯来源有3个：开采层、邻近层和采空区遗煤。由于生产过程中邻近层和遗煤瓦斯均是通过采空区涌向工作面的，因此，可以认为工作面的瓦斯涌出来源分为 2个：开采层和采空区。依据W3410刨煤机工作面老顶初次垮落前后的瓦斯涌出量实测资料计算：开采层的瓦斯涌出量为1548m3min，占工作面瓦斯涌出量的5165，采空区瓦斯(邻近层和采空区遗煤)涌出量为1449 m3min，占工作面瓦斯涌出量的4835。 3 瓦斯综合治理措施 依据W3410刨煤机工作面的瓦斯涌出特点，我们针对性地采用了以下综合措施治理瓦斯。 (1)合理配风。对落煤及煤壁释放的瓦斯和采空区涌出的瓦斯首先采纳合

5、理的风排措施，即把 W3410工作面风量配到1 500 m3min，可排除瓦斯最大能力为15 m3min。在开采初期，即在老顶初次跨落前，工作面回风流中的瓦斯浓度一直坚持在 05以下。 (2)利用顶板钻孔和导人法治理采空区内的瓦斯。利用顶板钻孔抽放采空区瓦斯。顶板钻孔抽放采空区瓦斯主要是在W3410回风顺槽向工作面前上方打89 mm抽放钻孔，钻场间距在2530 m；钻孔终孔位置在沿回风顺槽方向超前1个钻场 2060 m，沿工作面方向落在卸压区内，并在距回风顺槽煤柱线2080 m范围内，终孔高度在2035m之间。合计到2个钻场能够同时抽放，每个钻场采纳多孔分层抽放的钻孔布置方法，一般每个钻场布置

6、6个钻孔(钻孔分3层布置，每层布置2个孔)，第一组为低倾角长钻孔层布置，目的是及早抽放瓦斯；第二组为中高倾角中长钻孔层布置，其服务时间最长；第三组为高倾角短钻孔层布置，目的是工作面距离钻场较近时，前2组钻孔抽放的瓦斯浓度低时，该钻孔在裂隙带内仍能抽放高浓度的瓦斯，为下一个钻场接续服务。利用采空区导入法治理 w3410采空区内的瓦斯。即在W3410回风顺槽每隔100m向邻近的W3409采空区打导向孔(一般直径为114mm)46个。待W3410工作面推动到导向孔位置时，W3410采空区与W3409采空区联通，运用另1套永久抽放系统对已采完的W3409采空区进行抽放，使得W3410采空区内瓦斯通过导向孔流向W3409采空区，达到降低W3410工作面瓦斯浓度的目的。(3)利用移动瓦斯抽放泵抽放工作面上隅角瓦斯。我矿把原地面永久瓦斯抽放泵站的SK42型抽放泵经改造后用作井下移动瓦斯泵站。由于该泵比YD3或YD5型移动瓦斯泵抽放能力强，自安装以来，w3410工作面上隅角的瓦斯浓度最大为 12，没有出现瓦斯积聚、超限现象，很好的解决了上隅角瓦斯难题。4 瓦斯治理效果 w3410刨煤工作面开采近5个月来，通过上述方法使得该工作面的回风流瓦斯浓