收稿日期:2008208218 作者简介:孙卫国(1964—),男,山西阳泉人,中专,工程师,从事煤矿技术管理工作。

第28卷　第4期2008年12月 山　西　煤　炭SHANX I COALVol 128　No .12　Dec .2008南煤集团南庄矿井瓦斯综合治理方案孙卫国(阳泉市南庄煤炭集团有限责任公司,山西阳泉045000)摘　要:针对不同煤层的工作面,详细介绍了不同类型的巷道布置系统和瓦斯排放方案,并对其设计参数作了详细的叙述。

关键词:瓦斯治理;瓦斯抽放;高抽巷中图分类号:T D712+.7 文献标识码:A 文章编号:167225050(2008)04200462031　问题的提出阳泉市南煤集团南庄矿井属高瓦斯矿井,现开采12号、15号煤层。

12号煤层开采时,其瓦斯主要来源于煤层本身及上下邻近层(向下50m 范围,向上120m 范围)。

15号煤层开采时,其瓦斯主要来源于上邻近层。

矿井现有3个采区,3种类型的回采工作面。

即15号煤八采区综放工作面、15号煤九采区综放工作面和12号煤六采区高档普采工作面。

针对不同情况的工作面采取了相应的瓦斯综合治理技术。

2　各种类型回采工作面的特点2.1　15号煤八采区综放工作面的特点a.工作面采用的是重型综采支架,回采工作面月产量达10万t 以上,瓦斯涌出量显著增大。

b .15号煤八采区上部是12号六采区煤,正在开采,可利用12号煤层现有的巷道布置高抽巷。

2.2　15号煤九采区综放工作面的特点a.工作面采用的是轻型综采支架,月产量在6万t 以内。

b .工作面上部的12号煤层没有解放,没有布置高抽巷的条件。

2.3　12号煤六采区高档普采工作面的特点a.工作面采用的是高档普采工作面,月产量不到3万t 。

b .12号煤本煤层瓦斯含量较高。

c .工作面上部没有布置高抽巷的条件。

3　瓦斯治理方法南庄矿井的瓦斯治理办法主要有两种,一种是通风稀释瓦斯,另一种办法是抽放瓦斯。

南庄煤矿认真研究各个回采工作面的回采特点,分别布置通风合理的工作面巷道。

3.1　15号煤八采区综放工作面经瓦斯涌出量统计,8812初采期间瓦斯最大涌出量24.73m 3/m in,平均瓦斯涌出量10.49m 3/m in 。

正常回采期间的最大瓦斯涌出量6.88m 3/m in (风排),平均瓦斯涌出量3.48m 3/m in (风排)。

其中瓦斯抽放量23.77m 3/m in 。

通过统计数据分析知,根据正常回采期间的最大瓦斯涌出量和平均瓦斯涌出量配风,剩余的瓦斯量利用抽放系统排出地面。

工作面初采期间除风排的瓦斯量,剩余的17.85m 3/m in 瓦斯利用抽放解决。

3.1.1　综放工作面配风计划a.瓦斯涌出量计算Q C =Q W K W K B /1%。

(1)式中:Q C ———高瓦斯矿井采煤工作面需要风量, m 3/m in;Q W ———采煤工作面瓦斯涌出量,取3.48 m 3/m in;K W ———采煤工作面瓦斯不均衡系数,取1.98;K B ———采煤工作面风量备用系数,取1.20。

代入式(1)中计算得:Q C =Q W K W K B /1%=3.48×1.98×1.2/1%= 826.8m 3/m in 。

64b.按井下同时工作的最多人数计算Q C=4N。

(2)式中:QC———高瓦斯矿井采煤工作面需要的风量, m3/m in;N———工作面同时工作的最多人数,取30人。

代入式中计算得:Q C=4×30=120m3/m in。

通过上述两处方案比较,决定按第一种方案给八采区综放工作面配风量不能少于826.8m3/m in。

3.1.2　工作面瓦斯抽放设计a.初采期间瓦斯抽放设计工作面初采期间主要特点是,大顶没有垮落,瓦斯抽放钻孔和高抽巷的抽放起不到作用。

针对这种情况采取如下措施:在工作面上部8m处掘进高抽巷,该高抽巷布置在大顶没有垮落之前的顶板裂隙带内,长为45 m,即大顶冒落的最远距离,并在尾巷倾斜向该高抽巷打两个抽放钻孔,工作面初采期间工作面及邻近层的高浓度瓦斯沿工作面顶板的裂隙进入该高抽巷,然后通过与此高抽巷打通的钻孔,把高浓度瓦斯抽出地面。

工作面初采期间的这套瓦斯抽放系统保证解决的最高瓦斯量为17.85m3/m in。

根据观察统计,南庄生产矿井每个钻孔能够抽出的瓦斯纯量为4.375 m3/m in,浓度为58.33%。

由此可知排放17.85 m3/m in瓦斯量需要打4个钻孔。

b.大顶垮落之后的瓦斯抽放设计大顶垮落之后,工作面进入了正规的回采阶段,除风排的6.88m3/m in瓦斯外,剩余的23.77m3/m in 瓦斯完全可以通过12号煤层的高抽巷得到解决。

上述治理瓦斯的办法中,没有把内错尾巷的排放瓦斯功能计算在内。

也就是说通过风排和瓦斯抽放,再加上内错尾巷15号煤回采工作面的瓦斯完全能够得到有效的治理。

3.2　15号煤九采区综放工作面经瓦斯涌出量统计,15号煤九采区综放工作面初采期间最大瓦斯涌出量10.39m3/m in,平均瓦斯涌出量4.3m3/m in,正常回采期间最大瓦斯涌出量6.69m3/m in(风排),平均瓦斯涌出量4.08m3/m in (风排)。

回采期间瓦斯抽放量13.1m3/m in。

通过比较可知,15号煤九采区的瓦斯涌出量比八采区小。

针对上述情况和九采区回采工作面的特点,采取外错尾巷、邻近层抽放、采空区抽放加风排的办法解决九采区的瓦斯。

15号煤九采区综放工作面根据正常回采期间的最大瓦斯涌出量配风,通过风流解决瓦斯6.69 m3/m in。

初采期间剩余的3.7m3/m in瓦斯,利用工作面掌头低位钻孔、贯眼抽放来解决,正常回采期间的瓦斯量完全可以通过邻近层抽放和采空区抽放得到解决。

3.2.1　综放工作面配风计划a.根据瓦斯涌出量计算Q C=Q W K W K B/1%。

(3)式中:QC———高瓦斯矿井采煤工作面需要风量, m3/m in;Q W———采煤工作面瓦斯涌出量,取4.08 m3/m in;K W———采煤工作面瓦斯不均衡系数1.64;K B———采煤工作面风量备用系数1.20。

Q C=Q W K W K B/1%=4.08×1.64×1.2/1%= 802.9m3/m in。

b.按井下同时工作的最多人数计算Q C=4N。

(4)式中:QC———高瓦斯矿井采煤工作面需要风量, m3/m in;N———工作面同时工作的最多人数,取30人。

Q C=4×30=120m3/m in。

通过上述两处方案比较,决定按第一种方案给九采区综放工作面配风量不能少于802.9m3/m in。

3.2.2　工作面瓦斯抽放设计a.初采期间抽放设计工作面初采期间主要特点是,大顶没有垮落,瓦斯抽放钻孔的抽放功能起不到作用。

针对这种情况集团公司瓦斯集中整治领导组共同研究决定采取如下措施。

工作面初采期间的最大瓦斯涌出量为10.39 m3/m in中,除去风流排放的6.69m3/m in瓦斯外,剩余3.7m3/m in瓦斯,每个钻孔的抽放量为4.375 m3/m in,因此剩余的3.7m3/m in瓦斯,打两个低位钻孔加上尾巷掌头的贯眼完全能够解决。

b.正常回采期间抽放设计大顶垮落之后,工作面进入了正规的回采阶段,综放工作面的最大瓦斯涌出量为6.69m3/m in(风排),回采期间需要抽放的最大瓦斯量为13.1m3/m in。

经回采期间瓦斯抽放统计,每个钻孔的抽放量为4.375m3/m in,浓度为58.33%。

由此可知在工作面回采过程中的每一时刻贯眼和钻孔加起来只要74第28卷第4期孙卫国:南煤集团南庄矿井瓦斯综合治理方案 2008年12月有3个抽放管起到作用,该综放工作面的瓦斯就可以完全得到解决。

3.3　12号煤六采区高档普采工作面经瓦斯涌出量统计,12号煤六采区高档普采工作面初采期间最大瓦斯涌出量22.1m3/m in,平均瓦斯涌出量11.35m3/m in,正常回采期间最大瓦斯涌出量10.18m3/m in,平均瓦斯涌出量9.15m3/ m in。

正常回采期间的最大瓦斯抽放量19.6m3/ m in。

针对上述情况,12号煤六采区高档普采工作面根据正常回采期间的最高瓦斯涌出量配风,通过风流排放10.18m3/m in的瓦斯,剩余的11.92m3/m in瓦斯,利用瓦斯抽放系统来解决。

3.3.1　高档普采工作面配风计划a.根据瓦斯涌出量计算Q C=Q W K W K B/1%。

(5)式中:QC———高瓦斯矿井采煤工作面需要风量, m3/m in;Q W———采煤工作面瓦斯涌出量,取9.15 m3/m in;K W———采煤工作面瓦斯不均衡系数,取1.113;K B———采煤工作面风量备用系数,取1.20。

代入式中计算得:　QC=Q W K W K B/1%=9.15×1.113×1.2/1%=　1222m3/m in。

b.按井下同时工作的最多人数计算Q C=4N。

(6)式中:QC ———高瓦斯矿井采煤工作面需要风量, m3/m in;N———工作面同时工作的最多人数,取30人;Q C=4×30=120m3/m in。

通过上述两处方案比较,决定按第一种方案给六采区高档普采工作面配风量为1222m3/m in。

3.3.2　回采工作面抽放设计a.初采期间抽放设计工作面初采期间除风排的10.18m3/m in瓦斯外,还有11.92m3/m in的瓦斯需要靠采空区抽放和钻孔抽放来解决。

根据工作面初采期间大顶没有垮落,邻近层钻孔起不到作用的特点,决定在尾巷掌头倾斜向工作面打低位钻孔,根据钻孔抽放量统计,每个钻孔能抽4.375m3/m in的纯瓦斯,11.92m3/m in的瓦斯需要打3个钻孔。

b.正常回采期间抽放设计大顶垮落之后,工作面进入了正规的回采阶段,工作面的最大瓦斯涌出量为10.18m3/m in(风排),回采期间需要抽放的最大瓦斯量为19.6m3/m in。

经回采期间瓦斯抽放统计,每个钻孔的抽放量为4.375m3/m in,浓度为58.33%。

由此可知,19.6m3/m in最少需要打5个抽放钻孔。

该综放工作面的瓦斯就可以完全得到解决。

4　总结通过近几年来的实践和研究,南庄煤矿在瓦斯治理工作方面已经探索出一整套系统的方法并取得了一定的成绩,是可以值得同类型矿井借鉴的。

The Co m prehen si ve Ga s Con trol i n Nanzhuang M i n eSUN W e i-guo(Nanzhuang Coal gr oup,Yangquan Shanxi045000,China)Abstract:According t o diffrent sea m s,vari ous entry layout and gas drainage sche mes and detaileddesign para meters are intr oduced.Key words:gas contr ol;gas drainage;high drainage entry本文责任编辑　刘新光842008年12月山　西　煤　炭第28卷　。