摘要:本文通過對當地大氣壓力及88203尾巷瓦斯濃度的實際觀測計算,對康家灘煤礦88203尾巷瓦斯異常涌出進行了理論分析,認為大氣壓力大幅度變化是引起瓦斯大量涌出的主要原因,同時認為頂板大面積垮落是造成工作面短時瓦斯超限的重要原因,為今后康家灘煤礦工作面瓦斯治理總結經驗和提供依據。關鍵詞:尾巷瓦斯異常涌出
康家灘礦位于山西省忻州市保德縣境內,隸屬于神府東勝煤炭有限責任公司。礦井采用斜井、立井及平硐混合開拓方式,開采方法為長壁工作面綜合采煤方法,全部垮落法管理項板。井田南北走向長22.6km,東西傾向寬6.4km,面積118.79km2,設計生產能力為16Mt/a,服務年限為63.4a。井田位于河東煤田的北部,總體上為平緩的單斜構造形態,主要可采煤層為山西組的8#煤和太原組的13#煤,目前主要開采8#煤層。
康家灘煤礦為神東公司唯一的高瓦斯礦井,2005年2月21日到3月13日88203綜采工作面瓦斯涌出發生異常,尾巷內瓦斯呈間斷性超限。特別是3月13日瓦斯涌出達到最高峰,尾巷瓦斯濃度嚴重超限,局部瓦斯濃度超過6%,使工作面回采工作被迫停止。為找出瓦斯異常涌出的原因,給工作面瓦斯治理提供依據,神東公司聯合煤科總院撫順分院對88203工作面瓦斯涌出情況進行了測試和分析,初步查明了原因。
1.88203綜采工作面工作面概況
88203工作面位于康家灘井田中北部的二采區,工作面走向長2250m,傾斜長198.5m,回采推進長度1733.6m,面積344123m2。沿走向布置,下部布置有膠帶運輸順槽和輔助運輸順槽,上部布置有回風順槽和專用排放瓦斯尾巷等四條煤層巷道,采用傾斜長壁綜合機械化一次采全高的采煤方法,全部垮落法管理頂板,工作面設計采高3.5m,設計日產量18kt。該面回采范圍內所采8#煤層厚度為5.50~7.66m,平均厚度為6.58m,傾角3°~7°,總體上呈南薄北厚趨勢,結構復雜。88203煤層綜合柱狀圖1-1所示。
工作面采用“兩進兩回”的通風方式,即工作面下輔運巷和膠運巷進風,回風順槽和專用排放瓦斯尾巷回風。工作面專用排放瓦斯尾巷是原88202工作面輔助運輸順槽,該巷與88202采空區平均每50m有一個聯巷相連(已封閉)。工作面配風量為21OOm3/min(回風巷1300m3/min.,尾巷800m3/min)。
工作面采用采空區插管瓦斯抽放方法,沿尾巷鋪設一趟Φ508mm主管路,尾排聯巷敷設由377mm支管,其中靠近靠近切眼的1200m每隔1個聯巷(100m)設一趟支管,靠近回撤通道的500m每隔2個聯巷(150m)設一趟支管。移動抽放泵站安設在88202膠運順槽口,選用2臺CBF610-2BG3型抽放泵,單臺額定流量為248~264m3/min,配套電機功率為315kW。工作面巷道布置及抽放系統如圖1-2所示。
2.88203采面瓦斯涌出情況
88203工作面于2005年1月31日開始試生產,該面作為配采面,間斷性開采,到2月26日累計推進105m。從2月27日開始,工作面正常生產,到3月13日上午11時累計推進243m(距內錯回風巷27聯巷18m),工作面剩余1489m。
(1)從1月31日開采到2月20日累計推進100m,瓦斯涌出比較穩定,工作面瓦斯不超限。
(2)從2月21日到3月13日累計推進143m,瓦斯涌出發生異常,尾巷內瓦斯呈間斷性超限。特別是3月13日瓦斯涌出達到最高峰,尾巷瓦斯濃度嚴重超限,局部瓦斯濃度超過6%,使工作面回采工作被迫停止。
(3)分析工作面瓦斯檢查結果,工作面瓦斯涌出呈現出以下規律:每天上午9時至下午6時瓦斯升高,12時至16時區間最大,13~27聯巷瓦斯濃度為3~6%,3~13聯巷瓦斯濃度為1.8~3.1%。
采面回采以來瓦斯涌出情況統計如表2.1所示。
時間 CH4濃度 (%)風量(m3/min) 絕對瓦斯涌出量 (m3/min) 溫度(℃) 氣壓(hpa)回風尾巷回風尾巷平均 最高 最低 溫差 保德站 海平面1月30日 0.30 0.74