梁勤高
四川芙蓉集团叙永一矿煤业有限公司 四川泸州 646000
摘 要：瓦斯灾害是煤矿安全生产过程中极其难以控制的重大危险源，特别针对南方矿井，煤层薄、煤层群间距小、地质构造复杂、瓦斯赋存量大、工作面回采过程中，本煤层采空区易导通上覆已采煤层采空区，加之下覆未采煤层瓦斯卸压涌出，造成回采工作面采空区内瓦斯浓度高，瓦斯治理工作难度大。如何在极复杂的地质条件下薄煤层开采时，有效治理极近距离煤层群回采工作面采空区内高浓度卸压瓦斯，通过采用通风系统均压调移、上覆煤层采空区密闭抽采、本煤层回风隅角埋管抽采等措施进行治理，降低采空区内瓦斯浓度，减少采空区涌出，降低风排瓦斯量，保证工作面安全高效回采，实现工作面回采期间瓦斯“零”超限，达到了安全生产的目的。
关键词：瓦斯；瓦斯治理；卸压瓦斯；通风均压调移、采空区抽采
引 言：
古叙矿区位于国家规划十三个大型煤炭基地-云贵基地部分，四川省叙永煤矿位于古叙矿区十一个矿区中的叙永矿段，属于四川盆地南部边缘中、高山区，地形切割强烈，区内地形复杂多样，造成煤层薄、地质复杂、煤层群间距小、赋存瓦斯量大、压力分布不均匀的特点。该矿主采C19、C20、C24三层煤，C19煤厚0.9m～1.2m，C20煤厚0.75m～1.1m，C24煤厚0.7m～1.1m。三层煤法向间距分别为2m～3m和9m～13m。三层煤均属于煤与瓦斯突出煤层，煤层瓦斯含量高、透气性差。C19煤层瓦斯含量为7.667m3/t,瓦斯最大压力为0.89MPa；C20煤层瓦斯含量为14.947m3/t,瓦斯最大压力为0.83MPa；C24煤层瓦斯含量为12.452m3/t,瓦斯最大压力为0.35MPa。矿井将C19作为首采煤层，同时作为保护层开采，C19煤层开采后，回采C20煤层期间，C20煤层采空区极易垮穿C19煤层采空区，同时下覆的C24煤层瓦斯因卸压而涌出到C20煤层采空区，造成C20煤层采空区内积存大量的高浓度瓦斯。因此在C20煤层开采期间，如何治理近距离邻近层卸压瓦斯是回采过程中的重点和难点。该矿结合实际情况，前期采取了通风系统均压调移、上覆煤层采空区抽采、本煤层回风隅角埋管抽采等一系列瓦斯治理措施，但在回采过程中，风排瓦斯浓度得到有效控制，保证工作面安全高效回采，实现工作面回采期间瓦斯“零”超限。
1.基本概况
1.1 1505工作面基本概况
根据华北科技学院2016年7月对我矿出具的《煤尘爆炸性鉴定报告》、《煤自燃倾向性鉴定报告》显示，该矿C19、C20、C24煤层均无煤尘爆炸性，自燃倾向性等级均为Ⅲ，自燃倾向性性质均为不易自燃。该矿1505工作面主采C20煤层，煤层平均厚度1m，倾角14°～15°，不易自燃。煤层原始瓦斯含量为14.947m3/t，瓦斯压力为0.83Mpa。1505工作面共布置了机、风巷，采用“一进一回”的“U”型通风方式，配风情况：机巷612m3/min，风巷615m3/min。工作面倾斜长度215m,采高1.3m～1.5m。采用综合机械化采煤方式。C20煤层上距C19煤线2.5m，下距C24煤层11.93m。
1.2 1505工作面回采前瓦斯治理措施
1505综采工作面上覆1595、1597工作面已经回采，两个工作面实行的是沿空留巷技术，故上覆C19煤层无煤柱。根据地质资料C19煤层与C20煤层层间距为2.5m，故1505综采工作面在上覆1595、1597回采工作面的保护层开采范围内。故工作面得到充分泄压，不需要布置顺层、穿层钻孔进行瓦斯抽放。由于工作面倾斜长度长、缓倾斜煤层、采高低，前期分别采用加大风量稀释采空区涌出瓦斯和均压调移方法控制采空区高浓度瓦斯涌出进行瓦斯治理。
2.1505工作面回采期间采空区卸压瓦斯治理技术
2.1通风系统均压调移采空区高浓度瓦斯
1505工作面回采初期，工作面割煤期间绝对瓦斯涌出量为4.44～6.10m3/min，其中本煤层绝对瓦斯涌出量为0.13～0.26m3/min，采空区绝对瓦斯涌出量为4.31～5.84m3/min。回采经过第一轮周期来压之后，大量采空区卸压瓦斯积聚在上隅角范围内，该区域瓦斯通过新鲜风流混合后带入风巷。通过现场调研发现，在此期间工作面绝对瓦斯涌出量达到6.03～6.15m3/min，其中97%以上为采空区卸压瓦斯涌出,回采期间安全威胁较大。
为保证工作面安全生产回采过程中，利用调节采空区负压调移采空区高浓度瓦斯治理采空区卸压瓦斯。控制1505工作面风量至500～550m3/min，之后于1593机、中、风巷密闭设置调压室上调1595、1593工作面采空区负压，最终达到以1505工作面切顶线区域为界形成1505工作面为正压区域、采空区为负压区域或1505工作面与采空区形成均压，以到达将1505工作面采空区、1595、1593采空区泄压高浓度瓦斯上调至1593机、中、风巷密闭附近目的。
附图1:1593机、中、风巷调压室设计图
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2.2 上覆C19煤层采空区抽采
1505工作面上覆C19煤层采空区瓦斯处理方法一是在15采区一区段安设一台ZWY60型移动抽采泵，采用φ108mm抽采管连接1593机、中巷密闭内采空区，1505工作面回采期间移动抽采泵对上覆C19煤层采空区瓦斯共计抽排16.416万m3；二是1593风巷密闭埋管连接矿井主抽系统，采用地面永久2BEC42型抽采泵强抽1505工作面上覆C19煤层采空区瓦斯，1505工作面回采期间共计抽采29.6307万m3。
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2.3 本煤层回风隅角埋管抽采
1505工作面采用“一进一回”U型通风风方式，上隅角瓦斯治理是瓦斯治理工作中的重重之中，回采期间为加强上隅角瓦斯治理将上隅角瓦斯降到0.8%以下，在15采区一区段安设一台ZWY60型移动抽采泵，铺设一趟φ200mm抽采管至1505工作面上隅角（末端支管延伸至上隅角以里不小于500mm，且末端必须挂设距上帮顶板不小于300mm）埋管抽采，1505工作面回采期间随工作面移动逐段回撤。ZWY60型移动抽采泵对1505工作面本层采空区瓦斯共计抽排8.1792万m3。
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通过现场调研发现，以上瓦斯治理措施在1505工作面回采期间实行后，工作面割煤期间绝对瓦斯涌出量为1.20～2.1m3/min，其中本煤层绝对瓦斯涌出量为0.12～0.21m3/min，采空区绝对瓦斯涌出量为1.08～1.89m3/min。对比通风系统均压调移、上覆煤层采空区密闭抽采、本煤层回风隅角埋管抽采等综合瓦斯治理措施在1505工作面的应用前后1505工作面绝对瓦斯涌出量可以看出，采空区泄压瓦斯超过87%得到控制,采空区卸压瓦斯得到有效治理，回采期间安全得到有效保障。
3.结论
1）针对采用通风系统均压调移、上覆煤层采空区密闭抽采、本煤层回风隅角埋管抽采在1505工作面的应用情况，提出了不易自燃薄煤层开采极近距离采空区卸压瓦斯治理的最佳办法。
2）在四川盆地南部边缘中、高山区，地形切割强烈，区内地形复杂多样，造成煤层薄、地质复杂、煤层群间距小、赋存瓦斯量大、压力分布不均匀的特点，该项研究寻找出工作面220m以上、煤炭厚度0.7m～1.2m左右的煤层群开采的特殊条件下采煤工作面上隅角及邻近采空区卸压瓦斯治理的有效办法，值得在同类型条件的的工作面进行推广使用。
3）“抽采先行、风排辅助”，瓦斯治理的最佳办法仍然是抽采，如何在均压调移、上覆煤层采空区密闭抽采、本煤层回风隅角埋管抽采技术运用过程中有效结合的抽采技术是必要的。
4）针对该项治理方法在运用过程中，特别是针对通风系统均压调移的有效范围调节，寻找采空区与工作面最佳均压差，减少采空区漏风半径；如何加强上覆煤层采空区密闭抽采、本煤层回风隅角埋管抽采投抽质量；如何调节密闭调压室，增大抽采量，达到抽采最佳效果是下一步我们继续研究的方向。