和利隆采空区瓦斯抽采

    在高瓦斯矿井和突出矿井，邻近层煤线和不可采煤层、围岩、煤柱和工作面丢煤都会向采空区涌出瓦斯。采空区瓦斯不仅在开采过程中向工作面和采空区涌出，而且在工作面采完密闭后仍有瓦斯涌出。与本煤层预抽相比，采空区抽采的特点是抽采量大，但抽采浓度低，其抽采量的大小取决于采空区瓦斯涌出量的大小和所采用的采空区抽采方法。为了减少采空区瓦斯涌向采掘空间而影响生产，必须对采空区瓦斯抽采。采空区瓦斯抽采分为全封闭采空区瓦斯抽采和半封闭采空区瓦斯抽采两大类。

    1．全封闭采空区瓦斯抽采

    已经开采结束的采空区，仍然存有大量高浓度瓦斯，在采掘过程中，这些瓦斯会通过采动引起的煤体裂隙渗透到采掘工作面，不利于安全生产。可以对原工作面的进风巷进行严密封闭，并在密闭墙上设抽采管实施抽采，如图6 -22所示。这种抽采叫做全封闭采空区瓦斯抽采。

图6 -22全封闭采空区瓦斯抽采

    2．半封闭采空区瓦斯抽采

    采煤工作面从开切眼开始向前推进，其后方的采空区范围逐渐增大，采空区瓦斯越积越多。由于采空区是通风网络的组成部分，风流会将采空区瓦斯带出，增大工作面风流瓦斯含量，使工作面上隅角和回风流中瓦斯超限。必须把这部分瓦斯抽出，以保证工作面安全生产。

    半封闭采空区瓦斯抽采可采取埋管抽采、插管抽采、钻孔抽采、工作面尾巷抽采、开切眼引巷抽采等方法。

    1)埋管抽采法

    埋管抽采法就是预先将带孔眼（孔眼直径为10 mm，孔的总面积大于或等于瓦斯管的断面积）的瓦斯管道敷设在工作面回风巷内，随着工作面的推进，瓦斯管的一端逐渐埋人采空区，如图6 -23所示。瓦斯管道上每隔20～30 m安设一个T型网管并安装阀门。T型管应安装在专设的抽采硐室内，紧贴巷道顶板。T型管安装如图6 -24所示。

图6 23  埋管抽采法平、剖面图

图6-24 T型管安装

    埋管的有效长度一般为20~ 50 m。为防止抽采中发生管道堵塞，带孔眼的管段和管口应用纱网包好。T型管的管口应尽量靠近煤层顶板，处于瓦斯浓度较高的地点。T型管周围还应用木垛围护，以防止冒落岩石砸坏。为了防止瓦斯管在顶板冒落时被砸坏，在平埋的瓦斯管路外应套上水泥管，并且应抬高距底板有一定高度，以防止积水和煤泥堵塞。埋管抽采立面图如图6 -25所示。

图6 25  埋管抽采立面图

    为适应开采方式和抽采效果的要求，埋管的方式有水平和垂直两种。

    受埋管位置的影响，埋管抽出的瓦斯浓度一般不高（通常不到10%），抽采效率较低，并且波动较大，抽采浓度有时处于爆炸范围，必须加强安全管理。一般设专用管路抽采，还要加强自然发火检测。

    被埋在采空区的管路一般在距放顶排10 m后才达到好的抽采效果。但在现实应用中，有的矿井为节省管材，采用大管套小管，并在套管外表扎风筒布防止漏风的办法来回收被埋管材。管路每埋进一定长度就将被埋管抽出一段，这样做的结果是抽采浓度低，抽采效果差，不宜提倡。

    埋管抽采的优点是处理回采工作面上隅角瓦斯效果明显，埋管方式简单易行，便于管理，不需要掘进专用巷道或打钻，省时省力；其明显缺点是将瓦斯管路丢失在采空区内不能回收，浪费大量管材。埋管抽采适用于生产强度不大，瓦斯涌出量较小的工作面，对瓦斯涌出量较大的工作面可以联合其他方法抽采。

    2)插管抽采法

    埋管法抽采和插管法抽采基本是相同的类型，只是布置方式不同。插管法是在采煤工作面上隅角靠采空区一侧用编织带装煤粉或黄土堆成墙垛，从风巷抽采管引出多条抽采软管穿过墙垛插进采空区，抽采采空区瓦斯，如图6 - 26所示。这种抽采方法各矿普遍采用，但抽采浓度低。贵州安顺煤矿为提高抽采效果，采用埋管和插管相结合的抽采方法，效果较好。

图6 -26插管抽采法

    根据《矿井瓦斯抽放管理规范》第二十二条规定，在有自然发火危险煤层的采空区抽采瓦斯时，必须经常检测一氧化碳浓度和气体温度等有关参数的变化。发现有自然发火征兆时，要采取措施。因此，采空区抽采瓦斯时应注意：

    (1)采空区瓦斯管路上必须安设调压阀，以便合理调整抽采负压和抽采流量。

    (2)在工作面中部至上隅角可砌筑密闭墙或挡风墙，以减少采面向采空区的漏风，墙体可用砖、料石，或用编织袋装砂或黏土砌筑的方式，面上抹灰浆增加其密封性。

    (3)必须定期对管内气体及回采面上隅角回风巷的气体取样分析，随时掌握采空区内气体成分、温度变化，以便合理地调整抽采瓦斯量和抽采负压。

    (4)制定必要的防灭火措施。

    需要强调的是，埋管或插管抽采时为了提高抽采效果，用于隔离采空区的墙垛必须用黄泥充填缝隙并抹面，以减小漏风。

    3)钻孔抽采法

    钻孔抽采法是通过采煤工作面之间的煤柱向采空区打钻抽采瓦斯，防止瓦斯超限的一种方法，如图6 -27所示。

    利用钻孔抽采法抽采采空区瓦斯是在龙风煤矿向斜北翼740 - IW综放工作面进行的。该工作面位于龙凤矿井田向斜北翼，工作面长115 m，采区走向长385 m，煤层倾角0°~ 18°。工作面由西向东推进，走向长壁式仰采，煤层厚度为45 m，分层开采厚度平均13.42 m，可采储量0. 99 Mt，设计产量1960 t/d。预测该面瓦斯涌出量为24 m3/t。该面采前进行过预抽，但由于抽采时间不充分，预抽率仅为8. 66%，预抽量为2.08 m3／t。由于受通风网络复杂与阻力大等因素的影响，开采过程中实际供风量仅达到400 m3／min，为设计供风量的40%。通风排放（稀释）瓦斯能力仅为1. 40 m3／t。剩余的22.6 m3／t瓦斯必须在开采的同时采取边采边抽和采空区抽采的技术措施来处理，抽出率必须达到94.  16%；否则，瓦斯超限和积聚的问题就不可避免，安全生产也没有保证。

    实践证明，7402 -IW综放工作面从1996年2月至12月，实施钻孔抽采采空区瓦斯以来的11个月中，共抽出瓦斯21.12×106 m3，抽出率达到了88. 07%，基本上达到了预期目标。由于采空区抽采效果较好，工作面瓦斯超限和积聚的问题也基本得到控制，安全采出煤炭637 kt。

    采空区抽采瓦斯的效果主要取决于采空区抽采的布置方式及其工作面通风参数和抽采瓦斯参数。在巷道布置方式确定以后，其抽采效果主要取决于工作面通风和抽采参数及两者之间的配合关系。

    在抽采参数一定的情况下，工作面通风压差、风量越大，往采空区漏风也越大，漏风的路线也越长，漏风流过的采空区面积也越大，工作面瓦斯涌出量就越大，甚至出现回风或上隅角瓦斯超限。因此，在采空区瓦斯涌出量较大时，采取增加工作面风量的方法来解决瓦斯问题往往适得其反。工作面风量只要能稀释落煤瓦斯涌出及工作面后方较小范围内的瓦斯涌出即可。

    类似的道理，在工作面通风参数一定的情况下，抽采负压、流量越大，其抽采作用于采空区的面积也越大（工作面漏风流经的面积越小），抽出的瓦斯量也就越多。但是因为采空区抽采的瓦斯除采空区自然涌出的瓦斯外，还有一部分工作面漏风（也起到携带瓦斯的作用）。抽采负压与流量也不能过大，否则抽采的瓦斯浓度就很低，降低了抽采效果。因此，随着工作面的推进，应及时调整抽采负压和流量，以适应采空区面积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风侧布置两条巷道，一条作回风巷，一条作专用抽采巷，在专用抽采巷内设瓦斯抽采管，并对巷道逐段密闭抽采采空区瓦斯。回风巷与专用抽采巷之间每隔一定距离用联络巷连通，这条联络巷平时处于密闭状态，当工作面接近第一个联络巷时，拆开第一道密闭，让工作面风流的一部分从工作面后方采空区进入，再经配风巷流出。如图6 -28所示，安顺煤矿用这种方法成功解决了9100采煤工作面瓦斯超限问题。

图6 -27钻孔抽采法

图6-28安顺煤矿使用的专用瓦斯抽采巷道

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