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煤炭科技COAL SCIENCE&TECHNOLOGY MAGAZINE 2019年第5期No.52019104文章编号：1008-3731(2019)05-0104-02高瓦斯突出矿井综）工作面!型通风瓦斯治理技4的研究解志胜（山西晋煤集团沁水胡底煤业有限公司，山西晋城048214）摘要：胡底煤业属髙瓦斯突出矿井，综采工作面采用"U#型通风和髙位钻孔与采空区埋管进行瓦斯抽采，杜绝了工作面上隅角及采空区瓦斯积聚现象，实现了工作面全年瓦斯零超限目标，确保了矿井安全生产。
关键词：瓦斯治理；千米高位钻孔；采空区埋管抽采；"U#型通风中图分类号:TD712.6文献标志码：WStudy on Gas Control Technology of U-type Ventilation in Fully-mechanized Working Face of High GasOutburst MineXIE Zhi-sheng(Qinshui Hudi Coal Industry,Shanxi Jincheng Coal Industry Group,Jincheng,Shanxi,048214) Abstract：Hudi Coal Industry belongs to a high gas outburst mine.High-level boreholes,buried pipes and U-type ventilation were used to extract gas on fully-mechanized working face to eliminate gas accumulation in upper corner and goaf,which has realized the goal of zero gas overrun on working face throughout the year,and has ensured the safety of mine production.Key words：gas control;kilometer high-level borehole;buried pipe drainage in goaf;U-type ventilationCLC number:TD712.6Document identification code:B1概况1303工作面为胡底煤业投产后的第二个综采工作面,工作面走向长800m,倾向长175m,采高3m。
综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术分析1. 引言1.1 研究背景瓦斯是煤矿开采过程中不可避免产生的一种危险气体，其具有易燃、易爆的特性给煤矿生产安全带来了严重威胁。
综采工作面初采初放期间，瓦斯排放量较大，若不及时有效治理，将会导致瓦斯积聚，增加矿井事故的风险。
研究如何在综采工作面初采初放期间进行瓦斯治理技术的分析，对提高煤矿安全生产水平具有重要意义。
目前，随着煤矿生产技术的不断发展和瓦斯治理技术的逐步成熟，瓦斯治理已成为煤矿安全生产中的重要环节。
通过对综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术的深入研究和分析，可以为煤矿生产过程中的瓦斯治理提供科学依据和技术支持，有效降低事故风险，保障矿工生命财产安全。
本文旨在探讨综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术的现状和问题，分析现有技术的优缺点，探讨瓦斯治理技术的改进与优化方向，并通过案例分析总结经验教训，为煤矿瓦斯治理技术的进一步提升提供参考。
1.2 研究目的研究目的是对综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术进行深入分析，探讨其应用现状和存在的问题，为改进和优化瓦斯治理技术提供参考和指导。
通过对现有瓦斯治理技术的优缺点进行对比分析，找出其改进的空间和需求，从而提出改进和优化的方向。
以此为基础，结合实际案例进行详细分析和讨论，总结出最有效的瓦斯治理技术，并对未来的研究和应用提出展望。
通过本研究，旨在为综采工作面初采初放期间的瓦斯治理提供有效的技术支持，提高煤矿生产安全和效率，实现瓦斯治理技术的创新和升级，推动煤矿行业的可持续发展。
2. 正文2.1 瓦斯治理技术概述瓦斯是煤矿生产中常见的有害气体之一，不仅具有易燃、易爆的危险性，还对矿工的健康产生严重影响。
瓦斯治理技术在煤矿生产中显得尤为重要。
瓦斯治理技术可以分为预防性治理和事后治理两大类。
预防性治理主要包括采用液压控制、通风调节、瓦斯抽采等措施，以降低瓦斯浓度达到安全工作条件。
事后治理则是在事故发生后，通过使用瓦斯抽放装置、瓦斯抽采设备等手段，将瓦斯及时排放到安全区域，防止事故的发生。
安全管理之综采工作面初次来压安全措施
背景
作为煤矿生产中的一项重要工作，煤矿安全管理一直备受关注。
煤炭生产过程中，综采工作面是一个危险程度较高的区域，因此在综采工作面首次来压前必须做好细致的安全措施，以确保矿工的生命安全。
步骤
1.每个矿工必须经过严格的安全培训和考核，确保能够熟练运用救生器材并有效地处理紧急情况。
2.及时清理综采工作面上的杂物，确保机械设备正常运转。
3.确保综采工作面回风、进风的通风管道畅通，以减少矿工的呼吸道疾病。
4.安放好矿工的废弃物存放区，保持工作面的整洁。
5.确保无线电通讯系统的正常运作，矿工和队长可以随时与中央控制室进行联系和报告。
6.检查综采工作面的水文地质状况，保证机械设备的稳定运行。
7.对于综采工作面上的煤尘粉尘颗粒问题，要及时清理和防止其扬尘。
8.建立有效的急救组织，并设置好煤炭矿井地面救护中心，
以便在紧急情况下及时处理受伤或病情变化的矿工。
9.确定安全通道和逃生路线，并在现场设置标志。
在煤炭生
产过程中，煤尘爆炸和瓦斯爆炸是常见的事故类型。
因此在工作面上，要建立标准的逃生路线，以保障矿工在事故时安全逃离。
10.安装合适的灭火器材和救援器材，以应对可能出现的特殊
情况。
煤炭生产过程中，有可能出现火灾和其他特殊情况。
因此必须
提前准备好相应的救援器材和灭火器材。
结论
在综采工作面初次来压前，所有矿工必须理解和掌握安全操作规
程和应急措施，做到心中有数。
对于煤炭生产企业，安全管理必须优
先考虑，注重细节和常态化管理，杜绝煤矿事故的发生。
回采工作面老顶初次来压瓦斯管理措施首先，在老顶压瓦斯情况下，矿井应当加强对老顶的监测和检查。
通
过使用传感器和监测仪器，实时监控瓦斯浓度和压力，及时掌握变化情况，提前做好预防措施。
此外，还需要加强对瓦斯渗透、排放和沉降的观察和
研究，了解老顶的运动规律和瓦斯分布情况，为后期的处理提供依据。
其次，对于初次来压瓦斯的老顶，应通过合理的降尘措施来减少瓦斯
浓度。
可以采用湿式降尘、喷雾降尘等方法，将粉尘固定在地面上，减少
粉尘污染空气的可能。
同时，要加强通风管理，做好瓦斯抽放和瓦斯抽采
工作，及时排除矿井中的瓦斯，保证矿井的通风正常畅通。
另外，在老顶初次来压瓦斯情况下，需要强化瓦斯抽放和防治措施。
可以采用钻孔排瓦斯、瓦斯抽放孔等方法，将瓦斯引导到安全地带排放。
同时，要加强瓦斯抽采工作，增加瓦斯抽采设备，保证矿井中的瓦斯得到
彻底排放，减少瓦斯积聚的可能性。
此外，在老顶初次来压瓦斯管理措施中，要进一步加强瓦斯防治和安
全防范意识。
注重人员培训和教育，提高工人的安全意识和应急处理能力。
加强事故应急预案的编制和演练，确保在发生压瓦斯事故时能够及时、有
效地进行紧急处理。
综上所述，老顶初次来压瓦斯是煤矿生产中常见的一种情况，必须采
取一系列的管理措施来控制和防止压瓦斯事故的发生。
通过加强老顶的监
测和检查，采取降尘、通风、瓦斯抽放等措施，加强安全意识和应急处理
能力，可以有效预防和控制压瓦斯事故的发生，确保矿井的安全生产。
２０１２年第·１２期太原城市职业技术学院学报Journal of TaiYuan Urban Vocational college期总第１３７期Ｄｅｃ２０１２[摘要]论文介绍了上庄煤矿工作面及通风的概况，分析了高瓦斯矿井综采工作面初次来压的安全措施和治理措施，讲述了瓦斯治理的效果，也指出了治理工作存在的问题，值得高瓦斯矿井借鉴。
[关键词]高瓦斯；综采工作面；治理；安全[中图分类号]TE0[文献标识码]A[文章编号]１６７３－００４６（２０１２）１２－０１５３－０３浅谈高瓦斯矿井综采工作面初次来压的瓦斯治理沈雪梅（潞安职业技术学院，山西长治０４６２０４）上庄煤业有限公司是以山西潞安环能股份有限责任公司将原上庄煤矿整合重组而成的股份制企业。
矿井生产能力为３０万吨／ａ。
矿井开拓方式为斜井、立井混合开拓，通风方式为中央并列式，矿井为高瓦斯矿井，矿井瓦斯绝对涌出量为２２．２８ｍ３／ｍｉｎ，相对涌出量为４４．１９ｍ３／ｔ，是一座典型的高瓦斯矿井。
一、工作面概况１．工作面布置及通风情况３１０３回采工作面位于上庄煤矿３１采区西部，所采煤层为３＃－３煤层，工作面采用倾斜长壁布置，Ｕ型通风方式，工作面长１５７ｍ，倾斜长度５３０ｍ，煤层平均厚度２．２ｍ，风运两巷均为工钢梯形支护，巷道断面为８．５ｍ２。
２．煤层瓦斯含量及回采工作面瓦斯涌出量预测两巷及切眼掘进施工期间瓦斯涌出量为２．５－５ｍ３／ｍｉｎ，经实测，煤层原始瓦斯含量为１２．６ｍ３／ｔ，该面瓦斯储量为３２２．９２万ｍ３，瓦斯压力为０．６２ＭＰａ。
根据３１０１工作面初采期间老顶初次垮落瓦斯涌出量瞬间增大（瓦斯绝对涌出量达到９０ｍ３／ｍｉｎ）经验，３１０３工作面如果不进行任何的治理，预计工作面顶板初次垮落瓦斯瞬间涌出量可达到１００ｍ３／ｍｉｎ以上，届时工作面以及矿井整个回风系统将会出现大面积瓦斯高浓度超限。
３．煤层赋存情况矿井所开采煤层为３＃煤层，根据矿井地质报告可知：３号煤层位于山西组下部，井田内３号煤层有分岔现象，分为三个分层３上、３中和３下。
中部夹有４～１５ｍ的夹石层，其中３下煤层厚１．１６～３．４０ｍ，平均１．９４ｍ，为稳定可采煤层，３上、３中煤层不稳定，不可采。
煤层结构简单，层位稳定，常含夹矸１～２层，由砂质泥岩组成，夹矸厚０～０．６５ｍ。
４．煤层顶底板情况，初次来压及周期来压步距依据地质报告该工作面直接顶板为砂质泥岩、粉砂岩，局部相变为细砂岩，底板为细砂岩、砂质泥岩、泥岩。
矿井之前所回采３１０１工作面与该工作面地质条件和煤层顶底板情况基本相同，３１０１工作面３上、３中煤层距本煤层为７～１１ｍ，３１０１工作面初采期间未采取任何处理手段，工作面回采至风巷１７ｍ和运巷１３ｍ时，工作面顶板大面积垮落，之后回采过程中顶板无明显周期来压，均为随采随下。
根据３１０１工作面初采期间顶板垮落情况，结合３１０３工作面３上、３中两层煤赋存条件（距离本煤层分别为２５ｍ和１７ｍ），预计３１０３工作面在不进行任何处理的情况下顶板初次垮落步距在工作面回采３０－３５ｍ左右。
５．工作面瓦斯抽采现状根据对工作面实测，３上、３中两层煤总厚度约为０．８－１．５ｍ。
预计３１０３工作面上邻近层（３上、３中煤层）和顶、底板岩石内瓦斯储量约为６９８．９６万ｍ３；根据３１０１工作面回采时瓦斯涌出量分析，该工作面上邻近层瓦斯含量为１５ｍ３／ｔ，初次来压段瓦斯总量为１２３６４７ｍ３，根据３１０１工作面当时初次来压时瓦斯涌出量经验，预计该工作面回采前不进行任何治理手段初次来压时瓦斯涌出量最大可达到１００ｍ３／ｍｉｎ以上（瓦斯来源的８０％为上邻近层，其余２０％为本煤层瓦斯涌出），届时工作面以及采区和矿井回风系统将可能发生大面积瓦斯超限事故。
３１０３工作面初采期间配风量为２０００ｍ３／ｍｉｎ，最大风排瓦斯量可达到１６ｍ３／ｍｉｎ，在工作面顶板初次来压前瓦斯抽采主要是工作面本煤层预抽采量。
工作面现布置有三趟Φ２７５ｍｍ聚氯乙烯抽放管路，其中运输顺槽一趟（本煤层瓦斯预抽采管路），回风顺槽两趟（一趟为本煤层瓦斯预抽采管路，另一趟为邻近层瓦斯抽采管路）。
运输顺槽布置瓦斯预抽采钻场５个，每个钻场呈扇形布置煤体预抽采钻孔２１个，孔径为Φ８９ｍｍ，孔深６０ｍ，回风顺槽共布置抽采钻场９个（钻场作为本煤层预抽采和邻近层高位抽采共同使用），每个钻场内呈扇形布置本煤层预抽采钻孔１５个，孔径Φ８９ｍｍ，孔深８０ｍ。
两巷本煤层瓦斯预抽采钻孔共计２４０个，已于２０１２年５月全部施工完成，并联网抽放；回风顺槽９个抽放钻场也作为裂隙带高位抽采钻场使用，每个钻场布置抽采钻孔８个，共计７２个，目前已施工完成１９个（其中９＃和８＃钻场８个，７＃钻场已施工完成３个），孔径为Φ１１３ｍｍ，钻孔终孔位置均在切眼顶部３＃－１煤层，８个钻孔呈扇形布置，布置在端尾至工作面２０ｍ范围。
工作面回采前煤体预抽采钻孔已对工作面进行了４个月的预抽采，抽采总量达到１２０万ｍ３，其中单孔抽采量为０．０１５ｍ３／ｍｉｎ，单孔平均抽采浓度可达到３０％左右，单孔抽采总量可达到５０００ｍ３。
二、安全保障措施为防止工作面初次来压期间瓦斯超限，引发瓦斯事153··故，采取了如下安全措施：１．通风安全措施（１）该工作面正常回采期间瓦斯涌出量预计为２５ｍ３／ｍｉｎ（其中风排量为１０ｍ３／ｍｉｎ，抽采量为１５ｍ３／ｍｉｎ），采取综合措施后初次来压时瓦斯涌出量为４０ｍ３／ｍｉｎ（其中风排量预计可达到１５ｍ３／ｍｉｎ，抽采量可达到２５ｍ３／ｍｉｎ），因此该工作面在初采期间为防止工作面初次来压造成瓦斯超限，配风量增大至２０００ｍ３／ｍｉｎ，工作面正常回采期间配风量为１７００ｍ３／ｍｉｎ。
按照相关管理规定回风流瓦斯浓度控制在０．８％以下，工作面配风量增大至２０００ｍ３／ｍｉｎ时，工作面风排瓦斯量可达到１５左右。
（２）工作面正常回采期间要在工作面机头和机尾各打一道风障，以控制采空区通风，每天利用检修时间对工作面（切眼）进行风量测定，确保工作面（切眼）配风量不少于１２００ｍ３／ｍｉｎ，并且保证工作面裂隙带钻孔高浓度抽采。
（３）在工作面端尾打设风障时要在上隅角位置留出通风口，以便于稀释上隅角积聚的瓦斯。
２．瓦斯抽采措施（１）在工作面回风顺槽煤墙侧补充施工邻近层的高位抽采钻孔，钻孔在煤墙侧布置。
（２）确保矿井抽采系统各环节正常运行，在顶板初次来压前要对整个抽采系统进行一次全面的检查和维护。
（３）加强抽采系统的日常维护，确保抽采管路畅通和抽放泵运行平稳正常。
（４）加强抽采数据的观测，掌握抽采系统的各项数据，尤其是钻孔内各项参数的测定，为工作面瓦斯涌出收集好第一手资料，以便及时采取有效的手段进行瓦斯治理。
（５）根据工作面的瓦斯涌出情况对抽放管路进行调整，确保在瓦斯涌出量较大的时候能够及时调整抽放负压和裂隙带高位抽放量，为工作面瓦斯治理提供可靠的保障。
（６）必要时将三台抽放泵同时开启，其中两台抽放泵对裂隙带进行高位抽采，届时高位抽采混合总量可达到１１０ｍ３／ｍｉｎ，预计抽采浓度在３０％左右，邻近层裂隙带高位抽采纯量可达到３０ｍ３／ｍｉｎ，结合风排量１６ｍ３／ｍｉｎ，初次来压期间瓦斯风排量和抽采量可达到４５ｍ３／ｍｉｎ以上，可有效控制工作面瓦斯超限。
（７）工作面提前进行煤体瓦斯预抽采，工作面回采前工作面最深处（切眼位置）瓦斯原始含量为１２．６ｍ３／ｔ（为该工作面瓦斯含量最大值），经过对工作面进行半年煤体瓦斯预抽采后对工作面重新进行了含量测定，工作面最深处瓦斯含量降至６ｍ３／ｔ左右，满足了低于８ｍ３／ｔ回采的要求，实现了瓦斯的抽采达标。
３．顶板梯次垮落控制措施（１）根据３１０１工作面初次来压经验，３１０３工作面回采期间为避免顶板初次来压大范围垮落，该工作面在推进过程中采用回风顺槽超前运输顺槽推进的方法进行推进。
在工作面回采的前３０米范围内，工作面回风顺槽必须超前运输顺槽１０ｍ推进。
（２）根据该工作面顶板情况我公司委托中国矿大制定了《上庄煤矿３１０３工作面强制放顶技术方案》，在工作面回采期间严格按照该方案和措施实施工作面的强制放顶工作，避免工作面顶板一次性大范围垮落，造成瓦斯涌出量急剧增加。
为保证３１０３工作面生产期间的瓦斯治理效果，每隔两组支架打一个钻孔，钻孔间距为３米，沿１５７ｍ长的工作面共布置５０个炮孔，每５个炮孔为一组。
工作面在推进的前３０米范围内，工作面每推进１０米要进行一次进行放顶作业，如果其中一次爆破作业后达到预期的效果，可不再进行放顶作业。
深孔爆破孔的孔径定为４２ｍｍ，封泥长度不小于炮孔长度的２０％－３０％，径向装药不耦合系数为１．２５。
具体深孔爆破炮孔参数和布置如附表。
三、治理效果经过对该工作面采取一系列的瓦斯治理手段，瓦斯治理得到了全面的控制。
２０１０年９月２日凌晨工作面风巷推进１５米后顶板发生初次来压垮落，垮落范围在支架后方在风巷至切眼８米处，顶板垮落瞬间瓦斯增大，上隅角瓦斯最高值达到１．２１％，持续时间为４８秒，工作面瓦斯绝对涌出量达到４２ｍ３／ｍｉｎ（风排量为１５ｍ３／ｍｉｎ，抽采量为２７ｍ３／ｍｉｎ），之后随着工作面的逐步推进，切眼也按照预期效果开始了风巷至运巷的梯次垮落，在工作面风巷推进４５米，运巷推进至３８米时顶板全部垮落完成，在顶板垮落过程中未出现瓦斯超限事故，至此该工作面初次来压的瓦斯治理得到了有效控制。
工作面在回采工程中受采煤速度影响，瓦斯涌出不断增大，正常回采期间瓦斯绝对涌出量在３０ｍ３／ｍｉｎ左右，回采后的工作面无法长期进行强制放顶作业，因此瓦斯抽采成为了治理的主要手段，抽采效果直接影响到工作面的回采速度。
抽采效果的好坏取决于裂隙带高位抽采钻孔抽采量，裂隙带高位钻孔抽采量越大工作面瓦斯就能得到很好的控制。
根据工作面回采期间对裂隙带高位钻孔进行参数测定可以看出，钻孔终孔位置在距离工作面回风顺槽１０－２０ｍ范围，距离回采煤层顶板１０－１５ｍ的抽采效果最佳，正常回采期间由里及外依次会有三个钻孔可达到１００％的抽采浓度，单孔抽采纯量可达到５ｍ３／ｍｉｎ，其余钻孔可达到１ｍ３／ｍｉｎ左右的抽采量。
随着钻场的逐步报废和衔接，工作面利用裂隙带高位钻孔抽采始终可保持正常的抽采量，可解决采空区２０ｍ３／ｍｉｎ左右的瓦斯量，风排瓦斯量在匀速回采正常期间为１２ｍ３／ｍｉｎ左右，使用裂隙带高位抽采钻孔可以解决该工作面正常回采期间６０％以上的瓦斯绝对涌出量，完全可满足工作面的正常回采需要。
根据此次对３１０３工作面采取的各项瓦斯治理手段，可以看出瓦斯治理是完全能够得到控制的，强制放顶和风巷超前推进有效控制了工作面顶板的垮落步距，加大配风量增大了工作面的风排瓦斯量，煤体预抽采则从根本上解决了工作面瓦斯高的问题。
这些手段的使用对矿井瓦斯治理积累了较好的经验。
