煤礦放頂煤瓦斯防治技術(shù)

1、.放頂煤瓦斯防治技術(shù)放頂煤瓦斯防治技術(shù)徐景德徐景德2007年年6月月華華 北北 科科 技技 學(xué)學(xué) 院院中國煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心中國煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心.主要內(nèi)容主要內(nèi)容n綜放工作面瓦斯來源及涌出特征分析綜放工作面瓦斯來源及涌出特征分析n炮采工作面瓦斯來源及涌出特征分析炮采工作面瓦斯來源及涌出特征分析n放頂煤工作面瓦斯防治放頂煤工作面瓦斯防治n放頂煤開采瓦斯防治措施放頂煤開采瓦斯防治措施.放頂煤工作面瓦斯來源分析放頂煤工作面瓦斯來源分析n（l）采落煤瓦斯涌出q1；（2）放落煤瓦斯涌出q2；(3)工作面煤(包括支架上部煤塵)瓦斯涌出q3；(4)采空區(qū)丟煤瓦斯涌出q4。 （5）鄰近層涌出瓦斯q5（多

2、煤層開采）綜放工作面瓦斯來源示意圖綜放工作面瓦斯來源示意圖.綜放面瓦斯影響因素分析綜放面瓦斯影響因素分析 綜放面各瓦斯源的瓦斯涌出量大小主要取決于煤層瓦斯含量和開采強(qiáng)度。在煤層瓦斯含量既定時： q1、 q2和q3的大小與工作面采放煤量大致呈正比；但除與產(chǎn)量有關(guān)外，還與工作面回收率密切相關(guān)， q4值回收率越小則越大； q5除與開采強(qiáng)度有關(guān)外，還與鄰近層厚度及瓦斯含量、至開采層距離、層間巖石性質(zhì)等有關(guān)。 .放頂煤工作面瓦斯涌出特點(diǎn)放頂煤工作面瓦斯涌出特點(diǎn)n絕對瓦斯涌出量增大絕對瓦斯涌出量增大n相對瓦斯涌出減少相對瓦斯涌出減少n上鄰近層瓦斯涌出增大上鄰近層瓦斯涌出增大 n局部瓦斯積聚加劇局部瓦斯積聚

3、加劇 n采空區(qū)瓦斯涌出量增大采空區(qū)瓦斯涌出量增大.陽泉某礦開采同一陽泉某礦開采同一15號煤層時，綜放面（號煤層時，綜放面（8024）與分層）與分層機(jī)采面（機(jī)采面（8103、8101）瓦斯涌出量對比情況）瓦斯涌出量對比情況工作面編號煤層厚度m工作面采高m平均日產(chǎn)煤量t絕對瓦斯涌出量m3/min相對瓦斯涌出量m3/t82046.86.80200017.8712.8681036.82.208008.9216.0681016.82.207008.4317.34在工作面推進(jìn)速度相同的條件下，綜放面產(chǎn)量較分層機(jī)采面產(chǎn)量一般大14倍。因此，在開采瓦斯含量相同的煤層時，綜放面的絕對瓦斯涌出量會成倍增加。 .相

4、對瓦斯涌出減少相對瓦斯涌出減少 與分層開采的第一分層相比，綜放面的相對瓦斯涌出量會顯著減少。因?yàn)榈谝环謱娱_采時，底部各分層由于卸壓會有大量瓦斯涌入第一分層的采空區(qū)，而綜放面由于是全煤層厚整體推進(jìn)，沒有這部分瓦斯來源，因而其噸煤瓦斯涌出量略顯減少。 由表看出，與分層機(jī)采相比，綜放面相對瓦斯涌出量減少了2026%。分層開采時，煤層所含大部分瓦斯集中在第一分層開采時涌出，隨后各分層開采時，瓦斯涌出量急劇減少，綜放面一次采全厚使瓦斯涌出均勻化。 .上鄰近層瓦斯涌出增大上鄰近層瓦斯涌出增大 由于綜放面采放厚度較之普通機(jī)采面采厚一般增大了14倍，使工作面上方冒落帶和裂隙帶的高度成倍增大，擴(kuò)大了開采可影響到

5、上鄰近層范圍，加大了鄰近層瓦斯的卸壓和排放程度。 在鄰層賦存條件相同的條件下，綜放面上鄰近層的絕對瓦斯涌出量比普通機(jī)采面為大。.局部瓦斯積聚加劇局部瓦斯積聚加劇 由于綜放面支架上方存在有冒落煤帶，采面上、下隅角的局部瓦斯積聚將較普通機(jī)采面更加嚴(yán)重。由于綜放面支架上方存在數(shù)倍于采高的冒落放煤區(qū)，且該區(qū)無有效風(fēng)流，使成為高濃度瓦斯倉庫。其中積存的瓦斯將通過放煤口和支架上方的裂隙向工作面涌出，從而在支架上方和放煤口附近形成了瓦斯局部積聚。調(diào)查表明，這些地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)35%，個別高達(dá)2585%。 潞安局漳村礦1406綜采面絕對瓦斯涌出量平均僅為3.8m3/min，風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.22%0.98%

6、，平均為0.63%；架頂瓦斯?jié)舛葹?.45%6.9%，平均為2.35%，即為風(fēng)流瓦斯平均濃度的3.7倍。 .采空區(qū)瓦斯涌出量增大采空區(qū)瓦斯涌出量增大 綜放開采時，由于放煤冒頂工藝難以控制，采面回收率普遍低于分采綜采。 采空區(qū)丟失煤炭的增加，圍巖和鄰近層瓦斯涌出的加劇，將使綜放面采空區(qū)瓦斯涌出較分層開采顯著增大。.工作面日產(chǎn)量與允可的最大相對瓦斯工作面日產(chǎn)量與允可的最大相對瓦斯涌出量涌出量 根據(jù)計算出不同工作面日產(chǎn)量下，通風(fēng)所能負(fù)擔(dān)的最大的工作面最大相對瓦斯涌出量（右表）。表中所列數(shù)據(jù)是按工作面最大供風(fēng)量(1560m3/min)計算的，對我國許多綜放開采的礦井，由于礦井通風(fēng)能力和通風(fēng)系統(tǒng)的限制，

7、往往達(dá)不到按工作面許可風(fēng)速所確定的風(fēng)量最大值。工作面日產(chǎn)煤量(t)10001500200025003000600010000工作面最大相對瓦斯涌出量m3/tC=1.0%16.010.78.06.45.32.71.6C=1.5%24.116.012.09.68.04.02.4.綜放面各種日產(chǎn)量時通風(fēng)所能擔(dān)負(fù)的最大相對瓦斯涌出量；綜放面各種日產(chǎn)量時通風(fēng)所能擔(dān)負(fù)的最大相對瓦斯涌出量；1、2和和3當(dāng)當(dāng)C1.0%時，供風(fēng)量分別為時，供風(fēng)量分別為1560、1000和和500m3/min；當(dāng)當(dāng)C1.5%時，時，1、2和和3與與1、2、3相同相同.通風(fēng)排放瓦斯能力分析通風(fēng)排放瓦斯能力分析n隨著工作面日產(chǎn)量的增

8、加，在同一供風(fēng)量條件下，通風(fēng)所能擔(dān)負(fù)的相對瓦斯涌出量急劇減小。例如，當(dāng)工作面供風(fēng)量為1000m3/min時，工作面由2000t增至5000t時，通風(fēng)所能擔(dān)負(fù)的相對瓦斯涌出量將由5.1m3/t（C=1%）和7.7m3/t（C=1.5%）分別降低至2.1和3.lm3/t。由表7.2和圖72曲線1和l看出，當(dāng)工作面風(fēng)量達(dá)到極限最大量的條件下，綜放面日產(chǎn)達(dá)3000t、6000t和10000t時，其相應(yīng)的最大相對瓦斯涌出量分別為5.3、2.7和1.6m3/t（當(dāng)C=1.0%時），必需用抽放瓦斯等專門措施解決綜合面風(fēng)流瓦斯超限問題。n由以上分析看出，即使對低瓦斯涌出q010m3/t高產(chǎn)工作面（包括綜放面）

9、，也須要采用專門措施來治理瓦斯。 .放頂煤綜采瓦斯涌出與普通綜采比較分析放頂煤綜采瓦斯涌出與普通綜采比較分析1、放頂煤綜采面的瓦斯來源同普通綜采相、放頂煤綜采面的瓦斯來源同普通綜采相比有了明顯的變化比有了明顯的變化2、瓦斯涌出強(qiáng)度基本不增，但瓦斯涌出在、瓦斯涌出強(qiáng)度基本不增，但瓦斯涌出在時間和空間上不均衡加據(jù)時間和空間上不均衡加據(jù).通風(fēng)消除架頂瓦斯能力分析通風(fēng)消除架頂瓦斯能力分析（1）在不同風(fēng)量條件下，掩護(hù)板上瓦斯?jié)舛染掷m(xù)高出風(fēng)流瓦斯?jié)舛?13倍，說明瓦斯的確來自支架上部；（2）說明用通風(fēng)來解決架上瓦斯?jié)舛冗^高是能力有限的。用風(fēng)量的增加來調(diào)節(jié)架上瓦斯?jié)舛葧r有一個最佳風(fēng)量值問題，并不是風(fēng)量越大

10、越好。（3）當(dāng)風(fēng)量較小(200m3/min)和風(fēng)量過大(400m3/min )時，架上瓦斯涌出的不均衡性增加，表現(xiàn)在掩護(hù)板上瓦斯?jié)舛鹊牟▌臃燃哟螅谥械蕊L(fēng)量(300m3/min)時瓦斯涌出比較穩(wěn)定(以為衡量指標(biāo))。 .綜放工作面架頂瓦斯?jié)舛入S風(fēng)量變化綜放工作面架頂瓦斯?jié)舛入S風(fēng)量變化 架號51015202530至下順槽距離，m7.51522.53037.545工作面風(fēng)量m3/min3000.582.041.271.572.111.443502.421.831.410.571.050.564004.352.464.791.934.213.934504.9310.643.743.296.148.9

11、2.瓦斯涌出強(qiáng)度基本不增，在時間和空間上涌出不均衡加據(jù)瓦斯涌出強(qiáng)度基本不增，在時間和空間上涌出不均衡加據(jù) （1）為避免同時出現(xiàn)火災(zāi)問題和瓦斯問題，放頂煤綜采工作面大都布置在瓦斯涌出強(qiáng)度不高的煤層或殘柱之內(nèi)；（2）工作面都比較短，采掘強(qiáng)度不高，再加上各局礦基本上都是初次采用綜放工藝，技術(shù)不熟練及工作面推進(jìn)速度較慢，相對地減緩了風(fēng)流中的瓦斯超限現(xiàn)象。 （3）綜放工作面的噸煤瓦斯涌出量不會超出同一條件下厚煤層分層開采第一分層的噸煤瓦斯涌出量。但在綜放開采條件下采煤工序不同時瓦斯涌出量差異較大，在放煤或移架時工作面的瓦斯涌出絕對量可以比平時高出23倍。這意味著在同樣產(chǎn)量的情況下，同一煤層條件的綜放工作

12、面可能需要比普通綜采高出一倍以上的風(fēng)量以保證風(fēng)流中瞬時瓦斯?jié)舛炔怀^規(guī)定。 .綜放工作面風(fēng)速分布與瓦斯來源示意圖綜放工作面風(fēng)速分布與瓦斯來源示意圖n粗略測定綜放工作面的風(fēng)速分布如圖77所示，B區(qū)平均風(fēng)速是A區(qū)80%，C區(qū)的平均風(fēng)速中有A區(qū)的70左右，而支撐梁與掩護(hù)梁上部又是瓦斯集中涌出地點(diǎn)，這樣就形成了低風(fēng)速與高瓦斯重合區(qū)。n放頂煤綜采工作面瓦斯另一集中涌出點(diǎn)是支架放煤口。所有綜放工作面放煤口在放煤過程中都存在不同程度的瓦斯?jié)舛燃哟蟋F(xiàn)象，有時局部濃度可達(dá)6以上。放煤口瓦斯增加的原因有三個，按其影響能力大小依次為：（1）放煤過程中由于煤流下移帶出瓦斯；（2）放煤過程引起支架上部煤體集中破壞，瓦斯

13、急劇增加；（3）放煤過程中放出煤體空間由大塊矸石填補(bǔ)，其孔隙率較大，有利于上方煤體集中破壞以后瓦斯涌出通道的形成。.放頂煤綜采工作面瓦斯分布狀態(tài)放頂煤綜采工作面瓦斯分布狀態(tài) 實(shí)測結(jié)果都表明，在支架上方頂板煤體內(nèi)，由于升降支架的影響存在充分破碎區(qū)，其孔隙率在20左右，并且此破碎區(qū)與支架后部采空區(qū)孔隙率的分布在數(shù)值上是連續(xù)的，見圖78。 支架上方充分破碎煤體示意圖支架上方充分破碎煤體示意圖.瓦斯爆炸層走向剖面示意圖瓦斯爆炸層走向剖面示意圖.風(fēng)量對瓦斯涌出量和瓦斯爆炸層分布的影風(fēng)量對瓦斯涌出量和瓦斯爆炸層分布的影響響綜放條件下，風(fēng)量的增減對瓦斯涌出量的影響方式無統(tǒng)一規(guī)則可循，基本上取決以下三個因素：

14、（1）增減風(fēng)量的方式（在入風(fēng)側(cè)調(diào)阻還在回風(fēng)側(cè)調(diào)阻）；（2）采空區(qū)與鄰區(qū)的隔離狀態(tài)；（3）風(fēng)量增減以后的時間效應(yīng)（風(fēng)量改變時間長短）。 調(diào)風(fēng)以后的確會出現(xiàn)瓦斯涌出量在一定時間內(nèi)增加的現(xiàn)象。因此在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡可能完善通風(fēng)系統(tǒng)以避免風(fēng)量的波動。.某礦某礦506階段煤柱綜放工作面調(diào)風(fēng)后瓦斯?jié)舛茸冸A段煤柱綜放工作面調(diào)風(fēng)后瓦斯?jié)舛茸兓?容易造成綜放工作面架上及架容易造成綜放工作面架上及架后瓦斯急劇增加的主要因素后瓦斯急劇增加的主要因素 從綜放工作面的觀測數(shù)據(jù)來分析，造成架上及架后瓦斯急劇增加的因素按其影響能力的排列順序是： (1)移架過程： (2)放煤過程； (3)注氮量的突然增加； (4)風(fēng)量的突然

15、改變。.架頂瓦斯急劇增加的原因分析架頂瓦斯急劇增加的原因分析無論是放煤過程，還是移架過程都是對架上煤無論是放煤過程，還是移架過程都是對架上煤體的破壞過程。在煤體破壞破碎及煤體下沉過體的破壞過程。在煤體破壞破碎及煤體下沉過程中，煤體瓦斯都能得到充分釋放。程中，煤體瓦斯都能得到充分釋放。由此可知架頂瓦斯的積聚是一個與回采過程密由此可知架頂瓦斯的積聚是一個與回采過程密切相關(guān)的周期性過程，在此過程中架頂切相關(guān)的周期性過程，在此過程中架頂80cm處的瓦斯?jié)舛瓤梢栽谔幍耐咚節(jié)舛瓤梢栽?98之間波動。之間波動。可以預(yù)料在原生煤體綜放工作面這種情況會更可以預(yù)料在原生煤體綜放工作面這種情況會更加嚴(yán)重。加嚴(yán)重。.

16、綜放工作面瓦斯爆炸可能性分析綜放工作面瓦斯爆炸可能性分析（1）火災(zāi)引爆瓦斯；）火災(zāi)引爆瓦斯；（2）頂板巖塊冒落沖擊引爆瓦斯；）頂板巖塊冒落沖擊引爆瓦斯；（3）處理大塊矸石放炮引爆瓦斯；）處理大塊矸石放炮引爆瓦斯；（4）其它高溫?zé)嵋咚埂＃┢渌邷責(zé)嵋咚埂?支架放煤口大塊矸石處理支架放煤口大塊矸石處理n支架放煤口處理大塊矸石后而影響放煤是綜放工作面支架放煤口處理大塊矸石后而影響放煤是綜放工作面面臨的主要問題之一。煤礦企業(yè)對這種處理方法都采面臨的主要問題之一。煤礦企業(yè)對這種處理方法都采取了比較謹(jǐn)慎的態(tài)度，或是禁止，或是采取了較嚴(yán)格取了比較謹(jǐn)慎的態(tài)度，或是禁止，或是采取了較嚴(yán)格的防爆措施。的防

17、爆措施。n放煤過程中由于架上煤體的垮落架上及架后的瓦斯迅放煤過程中由于架上煤體的垮落架上及架后的瓦斯迅速增多，容易形成比較靠近支架的瓦斯爆炸層，而且速增多，容易形成比較靠近支架的瓦斯爆炸層，而且放煤過程中由于散碎體內(nèi)放煤口的下移必使其內(nèi)的氣放煤過程中由于散碎體內(nèi)放煤口的下移必使其內(nèi)的氣體同時下移，則放煤口附近瓦斯爆炸層完全有可能已體同時下移，則放煤口附近瓦斯爆炸層完全有可能已經(jīng)接觸工作面風(fēng)流，并造成放煤口瓦斯超限。經(jīng)接觸工作面風(fēng)流，并造成放煤口瓦斯超限。n如果在放煤以后馬上處理大矸石肯定是危險的，出路如果在放煤以后馬上處理大矸石肯定是危險的，出路之一就是盡可能加長處理大塊與放煤工序之間的時間之

18、一就是盡可能加長處理大塊與放煤工序之間的時間以使風(fēng)流有寬裕時間去稀釋瓦斯。以使風(fēng)流有寬裕時間去稀釋瓦斯。.綜放工作面生產(chǎn)工序與瓦斯涌出量關(guān)系綜放工作面生產(chǎn)工序與瓦斯涌出量關(guān)系生產(chǎn)工序?qū)ぷ髅娴耐咚褂砍鲇休^大影響，其中割煤及放煤工序瓦斯涌出量最大。試驗(yàn)工作面采用四六制作業(yè)形式，即三班生產(chǎn)，一班檢修準(zhǔn)備。生產(chǎn)班割兩刀煤，放一排頂煤為一個正規(guī)循環(huán)，割、放煤平行作業(yè)。圖7-20為根據(jù)瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)測的8202工作面回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛壤L制的生產(chǎn)工序與瓦斯涌出量變化圖。很明顯，從圖中可以看出，生產(chǎn)班割、放煤時，瓦斯涌出量大，瓦斯?jié)舛绕骄鶠?.39%；檢修時，瓦斯涌出量小，濃度平均為0.28%。.綜放面瓦斯主要

19、涌出特點(diǎn)綜放面瓦斯主要涌出特點(diǎn)（1）滑移支架放頂煤開采工作面瓦斯涌出特點(diǎn)為，工作面回采初期瓦斯涌出量小，當(dāng)采面頂板初次來壓后，由于頂煤受頂板來壓影響，瓦斯涌出量增大，以后工作面瓦斯涌出量變化較小。（2）滑移支架放頂煤開采主要生產(chǎn)工藝過程中開幫割煤及放頂煤是工作面瓦斯涌出較大的兩個工藝過程。放頂煤工藝工作面瓦斯涌出大于開幫割煤工藝，但比較接近，其它生產(chǎn)工藝對工作面瓦斯涌出影響較小。（3）厚煤層滑移支架放頂煤開采與傾斜分層開采工作面瓦斯涌出比較，放頂煤開采工作面瓦斯涌出明顯低于傾斜分層開采一分層工作面瓦斯涌出量，但與傾斜分層開采最后一個分層相當(dāng)接近。由此可以初步認(rèn)為，滑移支架放頂煤開采工作面瓦斯管

20、理技常規(guī)管理措施，瓦斯涌出量預(yù)計按小于首分層工作面略大于底分層工作面瓦斯涌出的實(shí)測值即可。.綜放面瓦斯防治整體思路綜放面瓦斯防治整體思路 加大風(fēng)量加大風(fēng)量抽排瓦斯抽排瓦斯強(qiáng)化局部積聚瓦斯處理強(qiáng)化局部積聚瓦斯處理.（1）采用瓦斯抽放的方法，治理綜放工作面瓦斯單一煤層一次采全厚時，采用預(yù)抽開采層瓦斯的單一煤層一次采全厚時，采用預(yù)抽開采層瓦斯的方法，當(dāng)采空區(qū)瓦斯涌出量大時，輔之以采空區(qū)瓦斯方法，當(dāng)采空區(qū)瓦斯涌出量大時，輔之以采空區(qū)瓦斯抽放；用分層綜放法開采特厚煤層（厚度大于抽放；用分層綜放法開采特厚煤層（厚度大于12m）時，應(yīng)采用預(yù)抽、進(jìn)采邊抽放下部媒體或抽放采空區(qū)時，應(yīng)采用預(yù)抽、進(jìn)采邊抽放下部媒體

21、或抽放采空區(qū)瓦斯的方法；特厚煤層預(yù)采頂分層瓦斯的方法；特厚煤層預(yù)采頂分層(用一般機(jī)采方法用一般機(jī)采方法)是降低下分層綜采面瓦斯涌出量的有效方法，為防止是降低下分層綜采面瓦斯涌出量的有效方法，為防止分層開采時瓦斯超限，應(yīng)采用邊采邊抽的措施；有保分層開采時瓦斯超限，應(yīng)采用邊采邊抽的措施；有保護(hù)層時，應(yīng)首先開采保護(hù)層并同時抽放綜放開采層的護(hù)層時，應(yīng)首先開采保護(hù)層并同時抽放綜放開采層的瓦斯；綜放面瓦斯來源主要為鄰近層時，應(yīng)采用鄰近瓦斯；綜放面瓦斯來源主要為鄰近層時，應(yīng)采用鄰近層抽放瓦斯的方法；綜放開采高瓦斯含量煤層時，如層抽放瓦斯的方法；綜放開采高瓦斯含量煤層時，如有多個瓦斯源，則應(yīng)采用綜合抽放瓦斯措

22、施。有多個瓦斯源，則應(yīng)采用綜合抽放瓦斯措施。.（2）調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，治理綜放工作面瓦斯在瓦斯涌出量大的綜放工作面也可沿頂掘在瓦斯涌出量大的綜放工作面也可沿頂掘一條回風(fēng)巷，以利排放瓦斯。為防止工作面上一條回風(fēng)巷，以利排放瓦斯。為防止工作面上隅角、架頂、放煤口等處可能出現(xiàn)的瓦斯局部隅角、架頂、放煤口等處可能出現(xiàn)的瓦斯局部積聚，應(yīng)采用引射器、風(fēng)隙和安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)積聚，應(yīng)采用引射器、風(fēng)隙和安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)等局部加大風(fēng)速的措施。也可采用局部抽放措等局部加大風(fēng)速的措施。也可采用局部抽放措施。施。.（3）冒落孔洞瓦斯治理）冒落孔洞瓦斯治理 綜放開采含瓦斯煤層時，工作面附近形成巨綜放開采含瓦斯煤層時，工作面附近形

23、成巨大積存瓦斯的冒落空洞，這部分瓦斯的突然壓大積存瓦斯的冒落空洞，這部分瓦斯的突然壓出是綜放面瓦斯的一大隱患。為防止瓦斯突然出是綜放面瓦斯的一大隱患。為防止瓦斯突然壓出引起事故，必須采取措施使頂煤、頂板隨壓出引起事故，必須采取措施使頂煤、頂板隨放隨冒。在煤層突然變厚、地質(zhì)構(gòu)造帶附近和放隨冒。在煤層突然變厚、地質(zhì)構(gòu)造帶附近和急傾斜煤層必須按作業(yè)規(guī)程要求的放煤高度開急傾斜煤層必須按作業(yè)規(guī)程要求的放煤高度開采，不超高放煤。采，不超高放煤。.頂板三帶劃分與瓦斯涌出的關(guān)系頂板三帶劃分與瓦斯涌出的關(guān)系n據(jù)現(xiàn)場觀測及相似材料模擬結(jié)果表明，放頂煤開采時，其煤層頂板在垮落過程中可形成冒落帶、破壞裂隙帶及其上部的

24、彎曲下沉帶，如圖7-22所示綜放工作面由于采高比普通回采工作面高，其冒落帶、破壞裂隙帶上限要比普通回采工作面高，因而綜放面的頂板卸壓范圍大，上鄰近層的瓦斯涌出量越大。綜放工作面初采時，冒落帶低，卸壓范圍小，瓦斯涌出量少；隨著工作面向前推進(jìn)，冒落帶高，卸壓范圍增大，瓦斯涌出量也增大，圖7-23為8204綜放工作面的瓦斯涌出曲線，該工作面在開始推進(jìn)38m范圍內(nèi)的瓦斯量主要來源于開采層，在38m之后，隨著頂板的初次垮落，鄰近層瓦斯逐漸涌入工作面。通過分析頂板冒落三帶、瓦斯涌出曲線及地層柱狀，我們認(rèn)為，工作面的瓦斯涌出可以分為六個涌出段，分別為：.(1)本煤層瓦斯涌出段，涌出量為0.7m3/min(2

25、16#、14#煤層瓦斯涌出段，涌出量為4.0m3/mim(313就煤層瓦斯涌出段，涌出量為8.0m3/mim；(4K3灰?guī)r瓦斯涌出段，涌出量為13.0m3/mim(5l2#煤層瓦斯涌出段，涌出量為15.0m3/mim(611#煤層、K4灰?guī)r及其上煤層瓦斯涌出量為18m3/mim開采煤層頂板三帶劃分開采煤層頂板三帶劃分 8204工作面瓦斯涌出曲線工作面瓦斯涌出曲線.頂板破碎度與相對瓦斯涌出量關(guān)系頂板破碎度與相對瓦斯涌出量關(guān)系放頂煤綜采工作面在開采過程中頂板的活動規(guī)律，對工作面瓦斯涌出量的不均勻系數(shù)有顯著影響。它不僅影響絕對瓦斯涌出量，而且在一定程度上影響相對瓦斯涌出量。老頂?shù)闹芷趤韷?，造成頂板?/p>

26、碎度的周期增大，使工作面瓦期涌出量亦周期性增大，見圖7-24。.圖圖7-26 5321綜放試驗(yàn)工作面示意圖綜放試驗(yàn)工作面示意圖1北一北一1420集中石門；集中石門；25321工作面風(fēng)巷；工作面風(fēng)巷；35321頂板風(fēng)巷；頂板風(fēng)巷；45321底板探查上山；底板探查上山；5北一北一1420集中石門；集中石門；65321機(jī)巷機(jī)巷.對頂板風(fēng)巷排瓦斯的幾點(diǎn)認(rèn)識對頂板風(fēng)巷排瓦斯的幾點(diǎn)認(rèn)識（1）從5321綜放工作面風(fēng)巷及頂板風(fēng)巷的風(fēng)量、瓦斯實(shí)測統(tǒng)計表可以看出，在初次來壓時（11月20日）由于瓦斯突然增大，這時頂板風(fēng)巷分流瓦斯占總涌出量的59%，風(fēng)巷僅分流通41%；初次來壓后頂板巷、風(fēng)巷分流的瓦斯接近于各50%

27、（見統(tǒng)計表中的11月20日至12月21日）?？梢婍敯屣L(fēng)巷對分流瓦斯起了決定性作用。（2）要想充分發(fā)揮頂板風(fēng)巷的作用，必須加強(qiáng)頂板風(fēng)巷位置處的放頂煤，使頂板風(fēng)巷與工作面風(fēng)路暢通，使工作面的瓦斯隨著風(fēng)流順利流向頂板風(fēng)巷。該工作面從1992年12月22日至1993年2月3日絕對瓦斯涌出量增加了一個百分點(diǎn)。由于頂板風(fēng)巷沒有增大風(fēng)量，所增大的一個百分點(diǎn)瓦斯都由風(fēng)巷排除。（3）5321工作面頂板風(fēng)巷與風(fēng)巷的布置為內(nèi)錯8m，5335工作面內(nèi)錯4m，通過兩個工作面頂板風(fēng)巷排瓦斯的實(shí)踐認(rèn)識到為了充分發(fā)揮頂板風(fēng)巷排瓦斯的最佳性能，頂板風(fēng)巷與風(fēng)巷的內(nèi)錯布置應(yīng)為頂板風(fēng)巷上幫與風(fēng)巷下幫在一條技影線上。（4）為了達(dá)到頂板

28、風(fēng)巷排瓦斯作用，在風(fēng)巷回風(fēng)中瓦斯不超限的前提下，應(yīng)加大頂板風(fēng)巷的風(fēng)量。5321、5335兩個綜放工作面的開采實(shí)踐，配風(fēng)原則為頂板風(fēng)巷風(fēng)量應(yīng)為風(fēng)巷的1/3。（5）通過觀察頂板風(fēng)巷瓦斯變化的大小可準(zhǔn)確掌握工作面頂板垮落的規(guī)律，5321、5335兩個工作面的老頂初次垮落都是通過瓦斯涌出量的突發(fā)增大而掌握到的。.U型變型變Y型通風(fēng)改造示意圖型通風(fēng)改造示意圖.治理措施治理措施（1）加大工作面風(fēng)量，掛設(shè)導(dǎo)風(fēng)簾，并加強(qiáng)對工作面機(jī)尾處灑水滅塵，稀釋機(jī)尾處瓦斯。但是，隨著工作面風(fēng)量增加，直至增加到680m3/min以上時，瓦斯?jié)舛葲]有降低，反而稍有增高趨勢。（2）在4404工作面液壓支架中間吊掛2KW局部通風(fēng)機(jī)

29、，加強(qiáng)通風(fēng)稀釋工作面機(jī)尾處瓦斯，也未取得明顯效果。（3）增掘瓦斯尾巷。這一措施雖說礦務(wù)局比較提倡，其它兄弟礦應(yīng)用效果也較好，但因當(dāng)時我礦生產(chǎn)銜接極度緊張，掘進(jìn)遠(yuǎn)落后于回采。另外，4404工作面回風(fēng)巷道長1350m，增掘瓦斯尾巷，需耗資幾十萬元，而且還需用近半年的時間，將會給我礦造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，鑒于這些原因，我們沒有采用此法。（4）最后，根據(jù)礦井實(shí)際和實(shí)測、調(diào)研分析結(jié)果，決定利用均壓滅火和抽放瓦斯技術(shù)，采取一種安全、快速，又經(jīng)濟(jì)的解決辦法，這就是改4404工作的“U”型通風(fēng)為“Y”型通風(fēng)來平衡4404工作面和采空區(qū)之間的壓力差，并使采空區(qū)的壓力相對低于工作面的壓力，使采空區(qū)中積存的瓦斯不向工

30、作面擴(kuò)散，而逐步向背離工作面開采方向的采空區(qū)擴(kuò)散。為此，打開了4404工作面原掘進(jìn)出煤巷的人行道永久密閉，并在4404工作面機(jī)尾處用木垛維護(hù)一條簡易回風(fēng)通道，人為地改變工作面一部分風(fēng)流方向，形成了4404工作面的“Y”型通風(fēng)，從而圓滿地解決了4404工作面的瓦斯超限問題。改變系統(tǒng)后的4404工作面通風(fēng)狀況見圖7-29。.綜放工作面上隅角瓦斯防治綜放工作面上隅角瓦斯防治 （1）增大局部風(fēng)量。利用臨時風(fēng)障，迫使工作面風(fēng)流通過上）增大局部風(fēng)量。利用臨時風(fēng)障，迫使工作面風(fēng)流通過上隅角，達(dá)到稀釋瓦斯并隨風(fēng)流排出的目的，如圖隅角，達(dá)到稀釋瓦斯并隨風(fēng)流排出的目的，如圖7-30所示。所示。鑒于風(fēng)障設(shè)置麻煩，容

31、易損壞，不能有效地、穩(wěn)定地降低上隅鑒于風(fēng)障設(shè)置麻煩，容易損壞，不能有效地、穩(wěn)定地降低上隅角瓦斯，通常只能作為臨時的應(yīng)急措施，當(dāng)采空區(qū)瓦斯溢出量角瓦斯，通常只能作為臨時的應(yīng)急措施，當(dāng)采空區(qū)瓦斯溢出量大于大于35 m3/min時，這種方法則顯得極不可靠。時，這種方法則顯得極不可靠。（2）利用抽放系統(tǒng)抽出上隅角瓦斯。有以下幾種：）利用抽放系統(tǒng)抽出上隅角瓦斯。有以下幾種：從回風(fēng)從回風(fēng)巷頂板向上隅角打鉆抽放，效果較好，但鉆孔利用時間短，往巷頂板向上隅角打鉆抽放，效果較好，但鉆孔利用時間短，往往因超前壓力影響，造成鉆孔漏風(fēng)。往因超前壓力影響，造成鉆孔漏風(fēng)。埋管抽放，因抽放管口埋管抽放，因抽放管口與工作面切

32、頂線距離逐日增大，效果欠穩(wěn)定，還需定期向采空與工作面切頂線距離逐日增大，效果欠穩(wěn)定，還需定期向采空區(qū)預(yù)埋抽放管路，不僅管材耗量大，往往因綜采面移架損壞抽區(qū)預(yù)埋抽放管路，不僅管材耗量大，往往因綜采面移架損壞抽放管路而影響生產(chǎn)。放管路而影響生產(chǎn)。用用50膠管插入上隅角進(jìn)行抽放，降低膠管插入上隅角進(jìn)行抽放，降低上隅角瓦斯?jié)舛?。但因插入管管口的高度與深度對上隅角瓦斯上隅角瓦斯?jié)舛取５虿迦牍芄芸诘母叨扰c深度對上隅角瓦斯?jié)舛扔兄匾绊?，且管理麻煩，效果欠穩(wěn)定，對頂板陷落及時，濃度有重要影響，且管理麻煩，效果欠穩(wěn)定，對頂板陷落及時，冒頂孔隙致密的采場則很難實(shí)施。冒頂孔隙致密的采場則很難實(shí)施。.n（2）利用

33、抽放系統(tǒng)抽出上隅角瓦斯。有以下幾種：從回風(fēng)巷頂板向上隅角打鉆抽放，效果較好，但鉆孔利用時間短，往往因超前壓力影響，造成鉆孔漏風(fēng)。埋管抽放，因抽放管口與工作面切頂線距離逐日增大，效果欠穩(wěn)定，還需定期向采空區(qū)預(yù)埋抽放管路，不僅管材耗量大，往往因綜采面移架損壞抽放管路而影響生產(chǎn)。用50膠管插入上隅角進(jìn)行抽放，降低上隅角瓦斯?jié)舛取５虿迦牍芄芸诘母叨扰c深度對上隅角瓦斯?jié)舛扔兄匾绊?，且管理麻煩，效果欠穩(wěn)定，對頂板陷落及時，冒頂孔隙致密的采場則很難實(shí)施。.n（3）利用排瓦斯風(fēng)機(jī)處理上隅角瓦斯。這種方法是在回風(fēng)巷安設(shè)排瓦斯風(fēng)筒，在工作面上隅角側(cè)安設(shè)抽放瓦斯骨架風(fēng)筒，在兩者之間用排瓦斯專用風(fēng)機(jī)（風(fēng)流不流經(jīng)電

34、機(jī)）相連，可以有效處理上隅角瓦斯。但這種方法鋪設(shè)風(fēng)筒及管理麻煩，占據(jù)順槽斷面，影響行人運(yùn)輸?shù)缺锥?，不適應(yīng)高瓦斯、走向長度大、單產(chǎn)高的采面需要。.n（4）利用煤層頂板巷排放上隅角瓦斯。在回采煤層頂板掘鑿排瓦斯專用巷，頂板回風(fēng)巷在采空區(qū)頂部形成漏風(fēng)匯，用漏風(fēng)匯排瓦斯（圖7-31）。這種方法可有效、穩(wěn)定地排除上隅角瓦斯超限現(xiàn)象。所謂有效，是頂板漏風(fēng)匯可以直接排除采空區(qū)瓦斯，甚至可以使上隅角氣體流動方向發(fā)生變化，由原來的從采空區(qū)涌出變?yōu)橄虿煽諈^(qū)流入，可以成功杜絕采空區(qū)瓦斯超限現(xiàn)象。所謂效果穩(wěn)定，是因隨回采工作面推進(jìn)，頂板巖石垮落，漏風(fēng)匯的位置總是處于上隅角頂部的采空區(qū)一側(cè)的上方。頂板瓦斯道排上隅角瓦斯

35、，雖然效果良好，但工程量大，往往會造成工作面接替緊張。. 用風(fēng)簾調(diào)整上隅角的風(fēng)流狀況用風(fēng)簾調(diào)整上隅角的風(fēng)流狀況1柔性風(fēng)簾；柔性風(fēng)簾；2回風(fēng)巷；回風(fēng)巷；3采煤工作面采煤工作面頂板回風(fēng)巷處理上隅角瓦斯示意圖頂板回風(fēng)巷處理上隅角瓦斯示意圖1進(jìn)風(fēng)巷；進(jìn)風(fēng)巷；2頂板回風(fēng)巷；頂板回風(fēng)巷；3回風(fēng)巷回風(fēng)巷. 炮采放頂煤工作面瓦斯防治 .n瓦斯來源瓦斯來源n圖7-31a，b分別為全層放頂煤工作面和分層開采頂分層工作面瓦斯來源及流向示意圖。n全層放頂煤工作面瓦斯來源主要有4部分（圖7-32a）煤墻采落煤q1；采空區(qū)放落q2煤；煤壁q3；支架上方頂煤q4。n分層開采頂分層工作面瓦斯來源也有4部分（圖7-32b）：煤

36、墻采落煤q，1；下幾個分層煤q，2；煤壁q，3；采空區(qū)內(nèi)下幾個分層和本層浮煤q，4；n從圖1可知，全層放頂煤工作面的q1與q3分層開采的q1和q3相同（指同一區(qū)段），所不同的是q2、q4與q2、q4。也就是說，全層放頂煤工作面的瓦斯來源與分層開采頂分層工作面的瓦斯來源有所不同。.不同開采方式瓦斯來源示意圖不同開采方式瓦斯來源示意圖 .全層放頂煤與頂分層瓦斯對比全層放頂煤與頂分層瓦斯對比表表 工作面編號采高/m平均日產(chǎn)量/t瓦斯涌出量備注絕對量/m3min-1相對量/m3t-1211712.04664.5814.15炮采212112.09667.4111.05高檔211918.18474.487

37、.62炮放.n瓦斯在煤層中主要以游離和吸附兩種狀態(tài)賦存，兩者處于動平衡狀態(tài)，當(dāng)條件改變時，兩者可以互相轉(zhuǎn)換。頂分層開采時，由于卸壓和瓦斯的上浮效應(yīng)，底分層的瓦斯就會源源不斷涌向頂分層工作面，而全層放頂煤工作面是沿底板布置，沒有這部分瓦斯。n為了更清楚地說明這個問題，我們假定瓦斯在煤層中均勻分布，我們將煤層切出一個144的塊體（圖7-33）來分析一下全層放頂煤與分層開采頂分層的瓦斯涌出量。將切出的塊體均勻分成16個單元，假設(shè)每個單元瓦斯含量為a，放頂煤工作面每天能采出4個單元，那么瓦斯涌出量為4a；同樣，分層開采頂分層工作面每天也能采出4個單元。.根據(jù)我局頂分層工作面瓦斯涌出量為分層總量的50%

38、65%的經(jīng)驗(yàn)，按計算，按60%計算，那么瓦斯涌出量為9.6a（4a460%）。因此，當(dāng)放頂煤工作面與頂分層工作面的產(chǎn)量相同時，頂分層的瓦斯涌出量將是全層放頂煤的2.4倍，全層放頂煤工作面的產(chǎn)量即使比頂分層提高1倍，瓦斯也不會比頂分層大。從這個意義上講，全層放頂煤的瓦斯防治較頂分層容易。由于全層放頂煤冒落高度大，因采空區(qū)充填不滿而形成空洞；由于瓦斯的上浮效應(yīng)而積聚了大量瓦斯，特別是初采時，四周因煤體卸壓而向采空區(qū)釋放瓦斯；由于頂板不落，采空區(qū)內(nèi)將聚積大量的瓦斯，增加了采空區(qū)瓦斯因頂板大面積突然垮落而涌入工作面的危險，從這個意義上講，全層放頂煤又增加了瓦斯防治的難度。.工作面布置方式示意圖工作面布

39、置方式示意圖 . 工作面推進(jìn)距離與瓦斯涌出量的工作面推進(jìn)距離與瓦斯涌出量的關(guān)系關(guān)系 .急傾斜高瓦斯煤層放頂煤采煤法瓦斯涌出規(guī)律急傾斜高瓦斯煤層放頂煤采煤法瓦斯涌出規(guī)律n1、瓦斯涌出規(guī)律與工作面推進(jìn)距離的關(guān)系、瓦斯涌出規(guī)律與工作面推進(jìn)距離的關(guān)系n2、生產(chǎn)工序與工作面瓦斯涌出量的關(guān)系、生產(chǎn)工序與工作面瓦斯涌出量的關(guān)系n3、放頂煤工作面與分層工作面瓦斯涌出規(guī)、放頂煤工作面與分層工作面瓦斯涌出規(guī)律比較律比較n4、風(fēng)量級配對工作面瓦斯涌出規(guī)律的影響、風(fēng)量級配對工作面瓦斯涌出規(guī)律的影響.1、瓦斯涌出規(guī)律與工作面推、瓦斯涌出規(guī)律與工作面推進(jìn)距離的關(guān)系進(jìn)距離的關(guān)系n由圖7-35可知，在工作面開掘初期，因初采煤

40、體的瓦斯已經(jīng)過長期釋放，瓦斯?jié)舛容^小，瓦斯涌出速度也較小。隨著工作面正常推進(jìn)，瓦斯涌出速度增大到正常值，在工作面初次來壓和周期來壓期間，工作面瓦斯涌出速度出現(xiàn)峰值?？梢姽ぷ髅嫱咚褂砍鏊俣扰c礦壓顯現(xiàn)有對應(yīng)關(guān)系，工作面壓力大，煤體破碎充分，增加了煤體瓦斯釋放的通道，工作面瓦斯涌出量也較大；工作面壓力小，煤體完整性好，煤體瓦斯釋放條件較差，工作面瓦斯涌出量較小，因此，對高瓦斯煤層礦井，放頂煤工作面應(yīng)加強(qiáng)工作面來壓期間瓦斯的監(jiān)測預(yù)報工作，以確保工作面安全生產(chǎn)。.2、生產(chǎn)工序與工作面瓦斯涌、生產(chǎn)工序與工作面瓦斯涌出量的關(guān)系出量的關(guān)系(1)實(shí)際生產(chǎn)中，往往連續(xù)幾班放頂煤。觀測結(jié)果表明，隨連續(xù)放煤班次的增加

41、，回風(fēng)巷中瓦斯?jié)舛葴p小。當(dāng)放煤班次增加到個班時，工作面上隅角瓦斯?jié)舛冗_(dá)到最大；放煤班次繼續(xù)增加，工作面上隅角瓦斯?jié)舛葴p小，上隅角瓦斯?jié)舛鹊淖兓ㄔ龃螅w現(xiàn)了老塘內(nèi)瓦斯的涌出和聚集。 （2）比較三個工序?qū)ぷ髅婊仫L(fēng)巷中瓦斯?jié)舛鹊挠绊懣芍?，工作面回風(fēng)巷中瓦斯?jié)舛茸兓癁椋篞采煤采煤=0.202 Q放頂煤放頂煤=0.195 Q放頂放頂=0.184。n工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸兓癁椋篞采煤采煤=0.344 Q放頂煤放頂煤=0.3331 Q放頂放頂=0.329n由此可見，工序?qū)ν咚節(jié)舛鹊挠绊懗潭扔纱蟮叫∫来螢椴擅?、放頂煤和放頂。但無論任何工序?qū)ι嫌缃峭咚褂砍隽康挠绊懚即笥趯仫L(fēng)巷中瓦斯的影響。（3）采煤工序中

42、瓦斯涌出量略小于放頂煤班，但兩者極接近。這一特點(diǎn)可以預(yù)知工作面瓦斯主要來源于煤體中游離的瓦斯。采煤工藝要求工作面多段同采，使煤體中瓦斯得以充分釋放，放煤工序出煤量大，瓦斯涌出量相對也較大。.3、放頂煤工作面與分層工作面瓦斯涌出規(guī)律比較、放頂煤工作面與分層工作面瓦斯涌出規(guī)律比較n在工作面地質(zhì)條件相同的情況下，第1分層（頂分層）開采過程中，工作面瓦斯?jié)舛鹊募訖?quán)平均值為0.4686，最大值為0.747，最小值為0.200。第5分層（終分層）開采過程中，工作面瓦斯?jié)舛燃訖?quán)平均值為0.1466，最大值為0.1767，最小值為0.1267，分析其原因在于：n（1）工作面瓦斯涌出主要來源于采煤和放頂煤兩個工

43、序，采空區(qū)殘留煤炭瓦斯涌出量較小。采用分層開采，第1分層開采后，受到破壞的下分層煤體向工作面排放一定量的瓦斯，造成頂分層工作面瓦斯?jié)舛仍龃?。n（2）放頂煤開采頂煤塊度較大也是工作面瓦斯?jié)舛容^低的原因之一。n（3）隨著分層開采層數(shù)的增加，煤體反復(fù)受采動動壓破壞，煤體內(nèi)瓦斯得到充分釋放。因此，在第5分層開采過程中，瓦斯?jié)舛鹊陀诜彭斆洪_采。n（4）放頂煤開采，由于開采空間大，直接頂冒落高度和裂隙帶范圍較大，為工作面瓦斯的釋放提供了有利的條件。.風(fēng)量級配對工作面瓦斯涌出規(guī)律的影響風(fēng)量級配對工作面瓦斯涌出規(guī)律的影響（1）工作面的實(shí)測結(jié)果表明，隨風(fēng)量變化，采煤過程瓦斯?jié)舛茸兓拾夹畏植迹侠盹L(fēng)量范圍在46

44、5480m3/min；放頂煤過程中瓦斯?jié)舛纫渤拾夹畏植迹钚⊥咚節(jié)舛葘?yīng)風(fēng)量區(qū)間480495 m3/min；放頂過程中瓦斯?jié)舛茸兓瘜?yīng)的合理風(fēng)量區(qū)間為450465 m3/min。總之，風(fēng)量過大和過小，均不利于工作面瓦斯?jié)舛鹊慕档?。?）風(fēng)量大小受工作面風(fēng)速限制和影響，風(fēng)速高低對瓦斯涌出也有一定影響。（3）采煤班風(fēng)量對應(yīng)區(qū)間大于放頂煤和放頂。（4）工作面風(fēng)量級配大小受工作面產(chǎn)量的影響，當(dāng)工作面產(chǎn)量一定時，工作面合理風(fēng)量就為一確定區(qū)間。.幾點(diǎn)認(rèn)識（1）在高瓦斯礦井，采用偽俯斜放頂煤采煤法，生產(chǎn)期間實(shí)測結(jié)果未發(fā)現(xiàn)一例瓦斯超限情況，生產(chǎn)安全，技術(shù)可靠。（2）工作面瓦斯涌出量與工作面礦壓顯現(xiàn)有密切關(guān)系，

45、一般情況下，工作面壓力大，瓦斯涌出量也大。（3）放頂煤開采與分層開采相比，瓦斯涌出量放頂煤開采略大于底分層開采，而小于第一分層（頂分層）開采，放頂煤開采有利于瓦斯的釋放。（4）風(fēng)量對工作面瓦斯涌出有一定影響，風(fēng)量過大和過小均不利于降低工作面瓦斯?jié)舛取?高瓦斯炮采放頂煤工作面瓦斯防治高瓦斯炮采放頂煤工作面瓦斯防治 n改變通風(fēng)方式、增大風(fēng)量。改工作面下行通風(fēng)方式為上行通風(fēng)，同時增大風(fēng)量。工作面剛投產(chǎn)時，瓦斯?jié)舛炔皇呛芨撸瑫r斷時續(xù)，時高時低；由于下行通風(fēng)，瓦斯不易順利排出，造成工作面瓦斯超限，且機(jī)電設(shè)備在高瓦斯風(fēng)流中運(yùn)轉(zhuǎn)，極不安全（圖7-38）改變?yōu)樯闲型L(fēng)后，只有上切口及上隅角處瓦斯?jié)舛壬愿撸ㄟ^

46、灑水降塵及設(shè)置擋風(fēng)簾等措施，使瓦斯?jié)舛鹊玫搅艘欢ǔ潭鹊慕档停▓D7-39）。在改變通風(fēng)方式的同時，在工作面下副巷安設(shè)一部28KW局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，以增加工作面風(fēng)量，這樣工作面風(fēng)量由生產(chǎn)初期的500 m3/min增加到750 m3/min，在一定程度上降低了瓦斯?jié)舛取５枪ぷ髅嫔嫌缃峭咚節(jié)舛热匀黄?，為此又在上副巷安裝了一部的局部通風(fēng)機(jī)，以吹散上隅角積聚的瓦斯，這樣雖使上隅角瓦斯?jié)舛冉档偷揭?guī)定濃度以下，但又造成工作面上段15m左右處風(fēng)流紊亂，使此處瓦斯?jié)舛绕?。因而沒有從根本上解決瓦斯高的問題。.高瓦斯炮采放頂煤工作面瓦斯防治高瓦斯炮采放頂煤工作面瓦斯防治（2）上副巷超前打眼注水、打瓦斯排放孔。瓦斯

47、排放孔間隔20m，深度3050m左右；打眼注水間隔10m，深度30m。這種方法，效果不明顯，并因煤層及瓦斯吸水性很弱，致使水從頂板滲漏到工作面，造成運(yùn)輸機(jī)拉濕煤，易出現(xiàn)機(jī)電事故，影響安全生產(chǎn)。（3）加強(qiáng)上、下副巷盲巷的回收及工作面推進(jìn)度上端超前下端35m。上、下副巷盲巷不超過0.5m，要求盲巷回至與切巷老塘側(cè)齊，使此處不積聚瓦盲巷不超過斯；而工作面上端超前下端，目的使工作面回風(fēng)順利暢通，不至于在盲巷處積累瓦斯。.初始階段瓦斯防治方法初始階段瓦斯防治方法初期通風(fēng)方式初期通風(fēng)方式 .利用瓦斯排放巷防治放頂煤工作面瓦斯利用瓦斯排放巷防治放頂煤工作面瓦斯n（1）瓦斯排放巷的掘進(jìn)，從根本解決了工作面瓦斯

48、高現(xiàn)象，直到回采結(jié)束，工作面未再受瓦斯限制。n（2）瓦斯排放巷的位置應(yīng)往上再移5m，即排放巷與回風(fēng)巷保持5m距離（水平方向），這樣可更有效地使工作面瓦斯排放出去，不至于在工作面上段左右形成局部瓦斯積聚（有時達(dá)1%1.2%左右）。.利用瓦斯排放巷防治放頂煤工作面瓦斯利用瓦斯排放巷防治放頂煤工作面瓦斯n（3）排放巷下方的煤必須放凈、放透，以便于部分風(fēng)流能從老塘空隙進(jìn)入排放巷，起到排放瓦斯作用。n（4）高瓦斯工作面在生產(chǎn)前，應(yīng)預(yù)采第一分層，便于瓦斯得以提前疏放。.利用瓦斯排放巷防治放頂煤工作面瓦斯利用瓦斯排放巷防治放頂煤工作面瓦斯n（5）在工作面掘進(jìn)過程中，已知工作面瓦斯高，應(yīng)提前采取有效的防治措施

49、。不應(yīng)在生產(chǎn)過程中，邊生產(chǎn)邊防治，費(fèi)時費(fèi)物費(fèi)力，且極不安全。n（6）回采高瓦斯工作面為降低瓦斯而采取增大風(fēng)量的方法具有一定的局限性。由于增大風(fēng)量，造成工作面風(fēng)速偏大，煤塵大，即使采取了灑水降塵、戴防塵口罩、防塵風(fēng)鏡等防塵措施，但由于煤塵大，工人睜不開眼睛，看不清物體，呼吸困難等，極不利于安全生產(chǎn)和工人身心健康。.瓦斯排放巷位置瓦斯排放巷位置 .n（1）分流了工作面和采空區(qū)大部分瓦斯，減少了向開采空間涌入。從表1和表2實(shí)測數(shù)據(jù)可以看出：米村礦21041工作面通過瓦斯排放巷排出的瓦斯絕對量為2.666.82m3/min，平均4.58m3/min，占整個工作面瓦斯涌出的32.2%78.8%，平均56

50、.4%；裴溝礦34021工作面通過瓦斯排放巷排出的瓦斯絕對量為5.277.44 m3/min，平均6.22 m3/min。.n（2）有效地降低了工作面回風(fēng)巷的瓦斯涌出量。從表7.22、表7.23實(shí)測數(shù)據(jù)我們可以看出：工作面回風(fēng)巷的瓦斯涌出量與使用瓦斯排放巷之前相比較大大地減少了。米村礦21041工作面在未使用瓦斯排放巷之前回，使用瓦斯排風(fēng)巷絕對瓦斯涌出量為9.6 m3/min，使用瓦斯排放巷之后絕對瓦斯涌出量為1.836.04 m3/min，平均為3.53 m3/min；裴溝礦34021工作面在未使用瓦斯排放巷之前回風(fēng)巷絕對瓦斯涌出量為11.0 m3/min，使用瓦斯排放巷之后涌出量為3.04

51、6.08 m3/min，平均為4.94 m3/min，工作面回風(fēng)巷瓦斯涌出量的減少使得工工作面回風(fēng)巷的瓦斯?jié)庾髅婊仫L(fēng)巷瓦斯?jié)舛纫泊蠓冉档停状宓V21041工作面回風(fēng)巷的瓦斯?jié)舛扔?.2%降為0.49%，裴溝礦34021工面的回風(fēng)巷的瓦斯?jié)舛扔?.4%降為0.36% 控制回風(fēng)巷的瓦斯不超限，可減少工作面30%40%的供風(fēng)量，對降低煤塵的產(chǎn)生量會起到較好的效果。n（3）從根本上解決了工作面局部和上隅角的瓦斯聚積超限問題，保證了放頂煤開采高瓦斯工作面的安全生產(chǎn)。.結(jié)論結(jié)論（1）利用瓦斯排放巷分流放頂煤工作面和采空區(qū)的瓦斯，有效地降低了工作面回風(fēng)巷瓦斯涌出量，解決了上隅角及局部瓦斯聚積超限問題，達(dá)到

52、了預(yù)期效果，為“三軟”不穩(wěn)定難抽煤層放頂煤技術(shù)開采的工作面瓦斯治理開辟了一條新路。n（2）瓦斯排放巷為高瓦斯區(qū)域采用放頂煤技術(shù)開采時進(jìn)行瓦斯治理提供了強(qiáng)有力的措施，也為降低煤塵產(chǎn)生量，改善井下工作環(huán)境創(chuàng)造了條件。解決放頂煤開采治理瓦斯的難題，將會極大地推動放頂煤開采技術(shù)的發(fā)展和高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)。 .立體抽放綜合治理瓦斯 n瓦斯綜合治理示范化礦井建設(shè)規(guī)劃總體目標(biāo)是：系統(tǒng)完善、技術(shù)先進(jìn)、管理規(guī)范?！跋到y(tǒng)完善”是指通風(fēng)、監(jiān)測、抽放三個系統(tǒng)的建設(shè)與改造，確保穩(wěn)定可靠?！凹夹g(shù)先進(jìn)”是指適合十礦煤層賦存條件的瓦斯治理模式?！肮芾硪?guī)范”是指建立以防突臺帳管理制度、瓦斯調(diào)度信息反饋制度、技術(shù)分析制度等為基礎(chǔ)

53、的系統(tǒng)的瓦斯管理制度。 .開采層預(yù)抽要求如下：（1）鉆孔布置平行或交叉；（2）鉆孔間距根據(jù)鉆孔的排放半徑確定，十礦一般執(zhí)行2m；（3）鉆孔深度50m以上；（4）于工作面機(jī)、風(fēng)巷掘進(jìn)期間施工，鉆孔滯后工作面不大于100m，采面貫通鉆孔全部打完；（5）在巷道內(nèi)敷設(shè)一趟8寸管路，隨工作面的推進(jìn)及時延伸。鉆孔封、聯(lián)及時，一個工作面最多未封聯(lián)鉆孔不超過20個；（6）在巷道外口管道上設(shè)置抽放參數(shù)測定裝置。由于煤層透氣性系數(shù)較低，所以此種抽放方法的效果比較差，但此種方法必須堅持的目的是施工過鉆孔后煤層和瓦斯得到卸壓，對回采期間防突有一定作用。機(jī)巷200mm圖圖7-42 開采層預(yù)抽開采層預(yù)抽風(fēng)巷.上隅角抽放具

54、體方法和要求（1）抽放管內(nèi)徑不小于300mm；（2）抽放末端（進(jìn)氣端）插入末架立柱以里3m以上并貼頂板；（3）結(jié)合上封下堵措施，末架到上幫間隙封嚴(yán)；（4）通過每個采區(qū)泵站安設(shè)的2BEC-42型抽放泵進(jìn)行抽放。（5）在泵站安設(shè)濃度、流量、負(fù)壓測定裝置。使用效果：在十礦戊91020190采面實(shí)施期間，抽放混合流量110m3/min，抽放濃度5% 以上，抽放瓦斯純量5.5m3/min以上。機(jī)巷300mm風(fēng)巷圖圖7-43上隅角抽放上隅角抽放.n高位水平鉆孔抽放方法在戊10-20120等采煤工作面使用，具體方法是：自工作面風(fēng)巷下幫開口，按40上坡腰線施工，穿過戊9和戊8煤層，待鉆場底板穿過戊8煤層以后巷

55、道走平做為打鉆平臺，平臺規(guī)格4m(長)4m(寬)2.5m(高)，鉆場沒有確定其起坡長度，而只是定為做過戊8煤后開始走平，是因?yàn)殂@場做在戊8煤層以上，抽放鉆孔都在巖石里不穿煤，防止了煤孔段的卡鉆和塌孔，有利于鉆孔聯(lián)網(wǎng)抽放。鉆場間距設(shè)計為100m（如圖7-44所示）。每個鉆場布置鉆孔6個，呈上、下兩排布置，下排鉆孔距孔底1m，上排孔距下排0.6m，孔間水平間距0.5m。鉆孔深120m，整個鉆孔控制煤層頂板以上1325m，與風(fēng)巷水平距1225m，鉆孔傾角69，偏角09。n鉆孔完工后，用110mm鉆頭擴(kuò)孔10m深，將89mm鋼管或塑料管插入，用聚胺脂封孔，然后通過100mm脈吸管與風(fēng)巷300mm支管相

56、連，通過采區(qū)泵站抽放。n抽放效果：此方法在戊10-20120工作面實(shí)施后，瓦斯治理效果顯著，使工作面原煤產(chǎn)量達(dá)到每月8萬噸以上，其中最高月份平均日產(chǎn)達(dá)2967t，且適應(yīng)性強(qiáng)，特別是在具有上鄰近層的戊組煤層具有較大推廣價值。.圖圖7-44高位水平鉆孔抽放高位水平鉆孔抽放風(fēng)巷4m煤層.該方法適用于所有高瓦斯工作面，具體要求為：（1）鉆孔施工超前采面大于200m；（2）孔深不少于100m；（3）鉆孔封聯(lián)及時，一個工作面未封、聯(lián)鉆孔不多于5個；風(fēng)巷圖圖7-45高位鉆孔裂隙帶抽放高位鉆孔裂隙帶抽放50m.（4）終孔控制風(fēng)巷以下1025m，頂板以上10倍采高的區(qū)域；（5）抽放管徑不小于300mm；（6）鉆

57、孔聯(lián)網(wǎng)后，通過采區(qū)泵站安設(shè)的2BEC-42型抽放泵進(jìn)行抽放；（7）安設(shè)濃度、流量、負(fù)壓測定裝置。使用效果：此抽放方法在十礦戊91020150、戊1020120外段、己1524020等采面實(shí)施，單鉆場抽放瓦斯純流量最大為4m3/min，平均抽放瓦斯純流量2.5m3/min。.高位抽放尾巷抽放高位抽放尾巷抽放n在戊10-20190采面回采期間，為解決該面回采期間回風(fēng)流瓦斯問題，減少采空區(qū)瓦斯向回風(fēng)巷的涌出量，在該采面施工高位尾巷抽放鉆場，即自風(fēng)巷切眼以外200m于上幫開口，與煤墻夾角45度(向采面所在方向)，20度傾角進(jìn)入戊9.10-20170采空區(qū)，40m后拐90方位仍按20度仰角施工，達(dá)到戊9

58、-10-20190風(fēng)巷，尾巷高度達(dá)到煤層以上30m時，然后走平10m進(jìn)入采面，與風(fēng)巷內(nèi)錯15m位置停止。尾巷內(nèi)埋入直徑200mm以上厚壁鋼管與鉆孔聯(lián)網(wǎng)，自尾巷末端向外20m位置施工密閉，密閉附近及敷管側(cè)每5m打一木垛，尾巷外口打擋風(fēng)墻與風(fēng)巷隔開，尾巷內(nèi)管路與風(fēng)巷直徑300mm抽放管相連，風(fēng)巷抽放管沿上邦敷設(shè)，距邦不大于300mm。利用中區(qū)井下抽放泵站安設(shè)2BEC-42型水環(huán)式真空抽放泵（2號泵）高位尾巷鉆場抽放（如圖7-46所示）。.n鉆場向采空區(qū)進(jìn)40m再轉(zhuǎn)向起坡，其目的就是躲過采面回采時的冒落帶，盡量保留巷道；另外在鉆場巷道內(nèi)打木垛，與管子保持一定的距離，起到保護(hù)抽放管的作用。此方法抽放末

59、端在裂隙帶內(nèi)，相當(dāng)于高抽巷抽放，只是工程量相對較少。它的作用是解決鉆場以外200m走向范圍的瓦斯涌出問題。n使用效果：戊910-20190采面風(fēng)巷內(nèi)布置三個鉆場，混合抽放流量達(dá)到100m3/min，抽放濃度10%左右，則純流量達(dá)到10m3/min。加上上隅角、淺孔抽等抽放量，本采面瓦斯抽放純量穩(wěn)定15 m3/min以上。工作面日產(chǎn)量由1600t提高到3100t。n抽放泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，回風(fēng)流瓦斯明顯增大，在28分鐘內(nèi)由0.6%升到1.0%以上，最高瓦斯?jié)舛冗_(dá)1.26%，導(dǎo)致回風(fēng)流瓦斯超限，采面停止生產(chǎn)。檢修結(jié)束，抽放泵重新運(yùn)行后，回風(fēng)流瓦斯顯著下降，在11分鐘內(nèi)下降到0.9%以下，隨后18分鐘下降

60、到0.5%左右，恢復(fù)到正常生產(chǎn)時瓦斯?jié)舛取?風(fēng)巷圖圖7-46高位抽放尾巷抽放高位抽放尾巷抽放200mm無縫鋼管300mm玻璃鋼管.n采面卸壓帶淺孔抽放采面卸壓帶淺孔抽放n卸壓帶淺孔抽放是于采面內(nèi)沿走向施工鉆孔，孔深9m，孔徑89mm，孔間距1. 5m，超前距保持5m以上，兩輪鉆孔上、下排間隔施工，形成“三花”布置，鉆孔打完后利用專用封孔器封孔后，通過布置在切眼內(nèi)的150mm脈吸管與風(fēng)巷內(nèi)的200mm抽放管路連接至泵站進(jìn)行抽放。其它抽放方法則起到降低回風(fēng)流瓦斯的作用（如圖7-47所示）。機(jī)巷機(jī)巷200mm圖圖7-47采面卸壓帶淺采面卸壓帶淺孔抽放機(jī)巷孔抽放機(jī)巷150mm風(fēng)巷風(fēng)巷n此方法在十礦己1