和利隆采空區瓦斯抽采

    在高瓦斯礦井和突出礦井，鄰近層煤線和不可采煤層、圍巖、煤柱和工作面丟煤都會向采空區涌出瓦斯。采空區瓦斯不僅在開采過程中向工作面和采空區涌出，而且在工作面采完密閉后仍有瓦斯涌出。與本煤層預抽相比，采空區抽采的特點是抽采量大，但抽采濃度低，其抽采量的大小取決于采空區瓦斯涌出量的大小和所采用的采空區抽采方法。為了減少采空區瓦斯涌向采掘空間而影響生產，必須對采空區瓦斯抽采。采空區瓦斯抽采分為全封閉采空區瓦斯抽采和半封閉采空區瓦斯抽采兩大類。

    1．全封閉采空區瓦斯抽采

    已經開采結束的采空區，仍然存有大量高濃度瓦斯，在采掘過程中，這些瓦斯會通過采動引起的煤體裂隙滲透到采掘工作面，不利于安全生產。可以對原工作面的進風巷進行嚴密封閉，并在密閉墻上設抽采管實施抽采，如圖6 -22所示。這種抽采叫做全封閉采空區瓦斯抽采。

圖6 -22全封閉采空區瓦斯抽采

    2．半封閉采空區瓦斯抽采

    采煤工作面從開切眼開始向前推進，其后方的采空區范圍逐漸增大，采空區瓦斯越積越多。由于采空區是通風網絡的組成部分，風流會將采空區瓦斯帶出，增大工作面風流瓦斯含量，使工作面上隅角和回風流中瓦斯超限。必須把這部分瓦斯抽出，以保證工作面安全生產。

    半封閉采空區瓦斯抽采可采取埋管抽采、插管抽采、鉆孔抽采、工作面尾巷抽采、開切眼引巷抽采等方法。

    1)埋管抽采法

    埋管抽采法就是預先將帶孔眼（孔眼直徑為10 mm，孔的總面積大于或等于瓦斯管的斷面積）的瓦斯管道敷設在工作面回風巷內，隨著工作面的推進，瓦斯管的一端逐漸埋人采空區，如圖6 -23所示。瓦斯管道上每隔20～30 m安設一個T型網管并安裝閥門。T型管應安裝在專設的抽采硐室內，緊貼巷道頂板。T型管安裝如圖6 -24所示。

圖6 23  埋管抽采法平、剖面圖

圖6-24 T型管安裝

    埋管的有效長度一般為20~ 50 m。為防止抽采中發生管道堵塞，帶孔眼的管段和管口應用紗網包好。T型管的管口應盡量靠近煤層頂板，處于瓦斯濃度較高的地點。T型管周圍還應用木垛圍護，以防止冒落巖石砸壞。為了防止瓦斯管在頂板冒落時被砸壞，在平埋的瓦斯管路外應套上水泥管，并且應抬高距底板有一定高度，以防止積水和煤泥堵塞。埋管抽采立面圖如圖6 -25所示。

圖6 25  埋管抽采立面圖

    為適應開采方式和抽采效果的要求，埋管的方式有水平和垂直兩種。

    受埋管位置的影響，埋管抽出的瓦斯濃度一般不高（通常不到10%），抽采效率較低，并且波動較大，抽采濃度有時處于爆炸范圍，必須加強安全管理。一般設專用管路抽采，還要加強自然發火檢測。

    被埋在采空區的管路一般在距放頂排10 m后才達到好的抽采效果。但在現實應用中，有的礦井為節省管材，采用大管套小管，并在套管外表扎風筒布防止漏風的辦法來回收被埋管材。管路每埋進一定長度就將被埋管抽出一段，這樣做的結果是抽采濃度低，抽采效果差，不宜提倡。

    埋管抽采的優點是處理回采工作面上隅角瓦斯效果明顯，埋管方式簡單易行，便于管理，不需要掘進專用巷道或打鉆，省時省力；其明顯缺點是將瓦斯管路丟失在采空區內不能回收，浪費大量管材。埋管抽采適用于生產強度不大，瓦斯涌出量較小的工作面，對瓦斯涌出量較大的工作面可以聯合其他方法抽采。

    2)插管抽采法

    埋管法抽采和插管法抽采基本是相同的類型，只是布置方式不同。插管法是在采煤工作面上隅角靠采空區一側用編織帶裝煤粉或黃土堆成墻垛，從風巷抽采管引出多條抽采軟管穿過墻垛插進采空區，抽采采空區瓦斯，如圖6 - 26所示。這種抽采方法各礦普遍采用，但抽采濃度低。貴州安順煤礦為提高抽采效果，采用埋管和插管相結合的抽采方法，效果較好。

圖6 -26插管抽采法

    根據《礦井瓦斯抽放管理規范》第二十二條規定，在有自然發火危險煤層的采空區抽采瓦斯時，必須經常檢測一氧化碳濃度和氣體溫度等有關參數的變化。發現有自然發火征兆時，要采取措施。因此，采空區抽采瓦斯時應注意：

    (1)采空區瓦斯管路上必須安設調壓閥，以便合理調整抽采負壓和抽采流量。

    (2)在工作面中部至上隅角可砌筑密閉墻或擋風墻，以減少采面向采空區的漏風，墻體可用磚、料石，或用編織袋裝砂或黏土砌筑的方式，面上抹灰漿增加其密封性。

    (3)必須定期對管內氣體及回采面上隅角回風巷的氣體取樣分析，隨時掌握采空區內氣體成分、溫度變化，以便合理地調整抽采瓦斯量和抽采負壓。

    (4)制定必要的防滅火措施。

    需要強調的是，埋管或插管抽采時為了提高抽采效果，用于隔離采空區的墻垛必須用黃泥充填縫隙并抹面，以減小漏風。

    3)鉆孔抽采法

    鉆孔抽采法是通過采煤工作面之間的煤柱向采空區打鉆抽采瓦斯，防止瓦斯超限的一種方法，如圖6 -27所示。

    利用鉆孔抽采法抽采采空區瓦斯是在龍風煤礦向斜北翼740 - IW綜放工作面進行的。該工作面位于龍鳳礦井田向斜北翼，工作面長115 m，采區走向長385 m，煤層傾角0°~ 18°。工作面由西向東推進，走向長壁式仰采，煤層厚度為45 m，分層開采厚度平均13.42 m，可采儲量0. 99 Mt，設計產量1960 t/d。預測該面瓦斯涌出量為24 m3/t。該面采前進行過預抽，但由于抽采時間不充分，預抽率僅為8. 66%，預抽量為2.08 m3／t。由于受通風網絡復雜與阻力大等因素的影響，開采過程中實際供風量僅達到400 m3／min，為設計供風量的40%。通風排放（稀釋）瓦斯能力僅為1. 40 m3／t。剩余的22.6 m3／t瓦斯必須在開采的同時采取邊采邊抽和采空區抽采的技術措施來處理，抽出率必須達到94.  16%；否則，瓦斯超限和積聚的問題就不可避免，安全生產也沒有保證。

    實踐證明，7402 -IW綜放工作面從1996年2月至12月，實施鉆孔抽采采空區瓦斯以來的11個月中，共抽出瓦斯21.12×106 m3，抽出率達到了88. 07%，基本上達到了預期目標。由于采空區抽采效果較好，工作面瓦斯超限和積聚的問題也基本得到控制，安全采出煤炭637 kt。

    采空區抽采瓦斯的效果主要取決于采空區抽采的布置方式及其工作面通風參數和抽采瓦斯參數。在巷道布置方式確定以后，其抽采效果主要取決于工作面通風和抽采參數及兩者之間的配合關系。

    在抽采參數一定的情況下，工作面通風壓差、風量越大，往采空區漏風也越大，漏風的路線也越長，漏風流過的采空區面積也越大，工作面瓦斯涌出量就越大，甚至出現回風或上隅角瓦斯超限。因此，在采空區瓦斯涌出量較大時，采取增加工作面風量的方法來解決瓦斯問題往往適得其反。工作面風量只要能稀釋落煤瓦斯涌出及工作面后方較小范圍內的瓦斯涌出即可。

    類似的道理，在工作面通風參數一定的情況下，抽采負壓、流量越大，其抽采作用于采空區的面積也越大（工作面漏風流經的面積越小），抽出的瓦斯量也就越多。但是因為采空區抽采的瓦斯除采空區自然涌出的瓦斯外，還有一部分工作面漏風（也起到攜帶瓦斯的作用）。抽采負壓與流量也不能過大，否則抽采的瓦斯濃度就很低，降低了抽采效果。因此，隨著工作面的推進，應及時調整抽采負壓和流量，以適應采空區面積的增大和瓦斯涌出量的增加。

    4)工作面尾巷抽采

    工作面尾巷抽采即在平行于回采工作面的回風側布置兩條巷道，一條作回風巷，一條作專用抽采巷，在專用抽采巷內設瓦斯抽采管，并對巷道逐段密閉抽采采空區瓦斯。回風巷與專用抽采巷之間每隔一定距離用聯絡巷連通，這條聯絡巷平時處于密閉狀態，當工作面接近第一個聯絡巷時，拆開第一道密閉，讓工作面風流的一部分從工作面后方采空區進入，再經配風巷流出。如圖6 -28所示，安順煤礦用這種方法成功解決了9100采煤工作面瓦斯超限問題。

圖6 -27鉆孔抽采法

圖6-28安順煤礦使用的專用瓦斯抽采巷道

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