工作面上下層同時(shí)開(kāi)采時(shí)的瓦斯綜合治理
雞西礦業(yè)集團(tuán)公司東海煤礦年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn)t，礦井瓦斯涌出量為63.7m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為24.88 m3/t，屬高瓦斯礦井，各煤層不易自燃。主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)為BDK-8-28，電機(jī)功率為400×2kW，總排風(fēng)量9 200 m3/min，負(fù)壓2.8kPa。分五、六2個(gè)采區(qū)，五采區(qū)瓦斯絕對(duì)涌出量為23.7 m3/min，可采煤層4層 ，主采煤層分別為32#層和35#層，同時(shí)也是主含瓦斯層。
五采區(qū)布置2個(gè)采煤工作面，采用長(zhǎng)壁走向后退式開(kāi)采，2003年2個(gè)采面同時(shí)開(kāi)采右部煤層。其中，195采煤面采上部32#層（右五路/右六路），工作面采高1.2 m，工作面長(zhǎng)度180m；196采煤工作面采下部35#層（右四路/右五路），工作面采高1.7m，采面長(zhǎng)度185m,32#層與35#層間距57m，2個(gè)工作面屬于上下面同時(shí)回采，32#層先開(kāi)采，35#層后開(kāi)采，開(kāi)始時(shí)2面錯(cuò)距120m，但由于開(kāi)采速度不同，196采面速度快，2個(gè)工作面錯(cuò)距控制在不小于40m。
195隊(duì)工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量500 m3/min，供風(fēng)量720 m3/min，上巷瓦斯?jié)舛?.8％，在32#層右四路設(shè)有尾排。196采面設(shè)計(jì)風(fēng)量600 m3/min，供風(fēng)量850 m3/min，上巷回風(fēng)瓦斯?jié)舛?.8％，設(shè)有上隅角抽排和35#層右三路尾排。
2 工作面上下層同時(shí)開(kāi)采的瓦斯治理
2.1 降段煤垛治理工作面瓦斯
根據(jù)煤層賦存條件及鄰近層瓦斯的影響，初次放頂后，隨著采空區(qū)瓦斯涌出量的增加，回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛壬仙嫌缃峭咚股仙默F(xiàn)象最明顯，絕對(duì)瓦斯涌出量都在10 m3/min以上，來(lái)自采空區(qū)的瓦斯占總涌出量的70％以上。開(kāi)采2個(gè)月以后，2個(gè)工作面錯(cuò)距只有30多m，由于采動(dòng)影響，下層195工作面上隅角瓦斯開(kāi)始增大，瓦斯主要來(lái)自采空區(qū)，也來(lái)源于鄰近的35#層，如采取加大風(fēng)量的方式反而使從工作面中部進(jìn)入采空區(qū)的漏風(fēng)量增大，使上隅角的瓦斯?jié)舛冉挡幌聛?lái)，因此，在工作面上巷降段留煤垛，使上隅角下移。同時(shí)，利用檔風(fēng)嶂和碼編織袋的方式使高濃度瓦斯留在原上巷工作面末排柱以里。
2.2 利用局部抽放泵抽工作面上隅角瓦斯
在工作面上巷設(shè)局部抽放系統(tǒng)，利用YD-6型真空泵抽降段方式產(chǎn)生的高瓦斯區(qū)里的瓦斯。主管路采用Φ200mm的鐵管，進(jìn)入工作面上出口部分用Φ200mm膠管，吸入口在工作面末排柱以里3～5m處，隨著工作面的移動(dòng)，抽放點(diǎn)也移動(dòng)，在設(shè)下一個(gè)檔風(fēng)墻前，要把前一個(gè)檔風(fēng)墻扒開(kāi)，抽放效果較好，排出口瓦斯?jié)舛?0％，排出量40 m3/min。上下工作面的錯(cuò)距增至40m后，2工作面采空區(qū)的瓦斯相互影響不明顯。
2.3 利用尾排巷排采空區(qū)瓦斯
由于工作面上下層同時(shí)開(kāi)采，超前工作面的采空區(qū)瓦斯對(duì)落后的采面有較大的影響，特別是采區(qū)的瓦斯量有明顯的增加。尤其是上隅角的瓦斯量需用兩趟管路抽放，才能保證上巷不超限。
因此，利用尾排系統(tǒng)排一部分瓦斯，來(lái)緩解上巷的排瓦斯能力。但同時(shí)控制好兩個(gè)工作面尾排的風(fēng)量，使兩個(gè)工作面的負(fù)壓基本平衡。當(dāng)其中一個(gè)工作面瓦斯較大時(shí)可調(diào)節(jié)尾排和在上巷增設(shè)抽排管路的方式解決。下層196工作面采空區(qū)涌出量增大后，在196工作面也采取了降段和上隅角抽排的方式。
3 瓦斯分布隨通風(fēng)系統(tǒng)變化
2003年4月份，當(dāng)196采煤工作面采到距采止線27m時(shí)，實(shí)際風(fēng)量923 m3/min，上巷回風(fēng)瓦斯?jié)舛?.8％，195采煤工作面已于半月前采完并開(kāi)始回撤（見(jiàn)圖1）。在32#層上巷右五路打封閉設(shè)調(diào)節(jié)窗，用于暫時(shí)排放32#層采空區(qū)瓦斯。
圖1 32#層與35#層平面示意
從2003年4月7日開(kāi)始，196采煤工作面瓦斯涌出量異常，瓦斯絕對(duì)涌出量開(kāi)始增大，在工作面185～195號(hào)末排支柱（距上巷50m左右）瓦斯?jié)舛蕊@著增加，最高時(shí)距末排柱頂板100mm達(dá)6％，上巷回風(fēng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)1.5％，上隅角達(dá)2％以上，當(dāng)時(shí)工作面被迫停產(chǎn)。
經(jīng)分析，斷定是鄰近層32#層的195封閉老空區(qū)瓦斯通過(guò)巖層裂隙導(dǎo)入35#層196采面。即：當(dāng)頂部的32#層采完后，在其下巷對(duì)采面進(jìn)行了封閉，在上巷雖留有調(diào)節(jié)窗，但采空區(qū)的負(fù)壓比未封閉時(shí)高，而35#層采面在回采過(guò)程中，越接近采止線，負(fù)壓越低，由于在采32#層時(shí)，上一個(gè)片盤(pán)沒(méi)有采到采止線，留有部分煤柱，當(dāng)196采面回采至此煤柱時(shí)（煤柱位于196工作面上部1/3處），使上部頂板形成懸臂梁，在巖層自重作用下，產(chǎn)生斷裂隙，造成瓦斯從32#層采空區(qū)底板涌入35#層196采面，造成196工作面50m范圍內(nèi)瓦斯超限?；謴?fù)195采煤面的正常風(fēng)壓，打開(kāi)32#層右六路密閉，從32#層右五路回風(fēng)量在300～400m3/min，為正常回采時(shí)的50％，在采取了上述措施后，196工作面的瓦斯?jié)舛乳_(kāi)始呈下降趨勢(shì)，但下降緩慢，上巷回風(fēng)瓦斯?jié)舛扔稍瓉?lái)的1.5％～1.8％降至0.9％～1.2％，因其下降速度比較緩慢，影響工作面的正常推進(jìn)，給正常支護(hù)造成困難，決定減少35#層196采煤工作面的供風(fēng)量降為800 m3/min，使196采煤面的礦井負(fù)壓加大，使兩上工作面的負(fù)壓差減小，同時(shí)把原來(lái)用礦井總負(fù)壓處理上隅角瓦斯的排放管改用YD-6型真空泵抽放，在綜合采取上述措施后，其回風(fēng)瓦斯才逐漸降至0.69％0.8％。
4 結(jié)束語(yǔ)
（1）長(zhǎng)壁式采煤工作面上下層同時(shí)開(kāi)采，采空區(qū)瓦斯相互影響較大，在對(duì)各自工作面的瓦斯加強(qiáng)治理的同時(shí)，應(yīng)考慮兩個(gè)工作面的負(fù)壓平衡。
?。?）采用無(wú)煤柱開(kāi)采時(shí)，要避免留有不必要的煤柱，以免給鄰近采面和鄰近層造成應(yīng)力集中區(qū)。
?。?）工作面上下層同時(shí)開(kāi)采時(shí)，開(kāi)采進(jìn)度要嚴(yán)格控制；并對(duì)上下層采空區(qū)封閉必須綜合考慮。
