關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會的通知

      綜合機(jī)械化放頂煤開采技術(shù)（簡稱綜放），具有高產(chǎn)高效，低耗，安全性好，掘進(jìn)率低及搬家次數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)踐證明有著十分廣泛的應(yīng)用前景。但在高瓦斯及雙突礦井中能否安全應(yīng)用，對綜采放頂煤技術(shù)的健康發(fā)展至關(guān)重要。本文簡單探討其在高瓦斯及雙突工作面采用綜放的技術(shù)措施與具體應(yīng)用。

一、應(yīng)用情況

       通過對國內(nèi)有關(guān)礦井80年代末及90年代初以來應(yīng)用綜放技術(shù)的調(diào)查與了解，可知高瓦斯及雙突礦井可以進(jìn)行綜放工藝的試驗(yàn)并已取得成功。

       例如：陽泉五礦，遼源梅河三井，平頂山一礦等高瓦斯礦井，在預(yù)測綜放采場瓦斯涌出量變化，防治瓦斯超限等方面都取得了成功。而撫順老虎臺礦，石炭井烏蘭礦，靖遠(yuǎn)魏家地礦都為煤與瓦斯突出礦井，它們在實(shí)施綜放工藝時(shí)，采取了一系列有效措施，切實(shí)保障了雙突礦井綜放面的安全生產(chǎn)。實(shí)踐證明：只要采用合理的巷道布置回采工藝，采用必要的預(yù)防瓦斯技術(shù)措施，是可以取得成功的。

二、瓦斯來源及涌出特征

（一）瓦斯來源

       與普通綜采相比，綜放開采的瓦斯問題有其特殊性。綜放面瓦斯主要來自開采層和鄰近層（含圍層），開采瓦斯包括工作面煤壁瓦斯涌出q1，采落煤炭瓦斯涌出q2，放落煤炭瓦斯涌出q3及架頂斷裂煤壁及架后采空區(qū)遺煤瓦斯涌出q4，有鄰近層的厚煤層開采時(shí)還有鄰近層（含圍層）瓦斯涌出q5，q1，q2和q3直接涌入采場風(fēng)流中，而q4和q5大部分涌入采空區(qū)，往往引起上隅角超限，q4除與產(chǎn)量有關(guān)外還與面內(nèi)回收率相關(guān)，回收率越小，采空區(qū)遺煤多，則q4越大。

（二）瓦斯涌出的特殊性

       1、絕對瓦斯涌出量強(qiáng)度加大

      推進(jìn)速度相同時(shí)，綜放面的產(chǎn)量比普通機(jī)采大25倍，故在開采瓦斯含量相同煤層時(shí)，其絕對瓦斯涌出量會成倍增加。此外，支架上方煤體由于受超前支承壓力作用，裂隙較多，瓦斯平衡狀態(tài)受到破壞，煤體透氣性系數(shù)增大，頂煤體內(nèi)瓦斯沿裂隙通道運(yùn)移向采場涌出。銅川局陳家山礦普通綜采面絕對瓦斯涌出量一般為30m3/min，而在綜放面達(dá)到40m3/min，最高為61m3/min。

      2、相對瓦斯涌出量減少

       與分層開采首分層比，綜放面相對瓦斯涌出量會顯著減少。陳家山礦2092綜放面是在首分層采過后的，該放頂煤綜采面相對瓦斯涌出量明顯比214面小，這是因?yàn)榈谝环謱邮窍路謱颖Ｗo(hù)層，其中瓦斯已被解放出來。

     3、上鄰近層瓦斯涌出量增大

       綜放增大了工作面上部冒落帶和裂隙帶高度，擴(kuò)大了上鄰近層范圍，加大了鄰近層的瓦斯卸壓排放高度，因此，綜放面鄰近層絕對瓦斯涌出量比普通機(jī)采要大。

    4、局部瓦斯積聚加劇

       綜放面的放煤口落山角和架頂部的瓦斯容易局部積聚，因?yàn)橹Ъ苌戏郊爸Ъ芎蟛煽諈^(qū)有數(shù)倍于采高的裂隙和冒落采空區(qū)，是高容量瓦斯庫，它通過放煤口和支架上方的裂隙向采場涌出，從而形成局部積聚。調(diào)查表明，這些地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)3%～5%，個(gè)別可達(dá)5%以上。

    5、采空區(qū)瓦斯涌出量增大

       放煤過程中頂煤滑落破壞釋放出來的瓦斯在浮力作用下，運(yùn)移到冒落范圍較大的采空區(qū)。即使加大采場風(fēng)量也不能稀釋采空區(qū)瓦斯，只能相對降低工作面回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛?，而對采空區(qū)瓦斯影響不大。

     6、瓦斯涌出不均衡

       綜放面瓦斯涌出在時(shí)間和空間上皆呈不均衡性。從時(shí)間上看，放煤和移架時(shí)采場的瓦斯涌出較其它工藝大2～5倍；從空間上看，放煤口瓦斯?jié)舛茸罡撸擅簷C(jī)與前柱之間最低；另外，整個(gè)綜放面瓦斯

 涌出也不均衡，據(jù)調(diào)查，綜放面瓦斯涌出不均衡系數(shù)一般為1.2～1.4，有時(shí)可超過2。

三、防治瓦斯技術(shù)措施

       目前，在瓦斯治理方面最有效的途徑：一是對采空區(qū)的瓦斯進(jìn)行預(yù)抽預(yù)排，這是防治瓦斯最有效的措施。二是工作面采用一進(jìn)二回的通風(fēng)系統(tǒng)，即在鄰近回風(fēng)平巷與之平行地沿煤層頂板掘一專用的高位瓦斯排放巷，用以排出部分滯留在支架上方及積聚在工作面上隅角的瓦斯。

     具體措施如下：

      1、降低本層煤瓦斯含量

        結(jié)合綜放面瓦斯來源構(gòu)造，可以選用煤層預(yù)抽，邊采邊抽，鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等綜合抽放瓦斯措施。

      2、釋放綜放面卸壓瓦斯

       根據(jù)礦井自身?xiàng)l件盡可能開采保護(hù)層，無保護(hù)層開采的，可用常規(guī)采煤法（綜采，高檔采）預(yù)采頂分層，視為解放層，以釋放下部綜放面卸壓瓦斯。

     3、選擇合理通風(fēng)系統(tǒng)，加強(qiáng)瓦斯排放量

        “U”型通風(fēng)方式中，加強(qiáng)綜放面風(fēng)量，并在落山角吊掛導(dǎo)風(fēng)筒，可以沖淡局部瓦斯積聚，因其能力有限，故應(yīng)設(shè)法將通風(fēng)方式改為“Y型”，“Z”型或“W”型，則可達(dá)到良好風(fēng)排瓦斯之目的。

     4、煤體高壓注水軟化

       在煤層中進(jìn)行高壓注水，不但能軟化煤層降低煤塵，而且能增強(qiáng)煤體可塑性，使煤體內(nèi)應(yīng)力分布均勻，降低煤體彈性潛能，提高釋放速率，把煤層節(jié)理裂隙中的部分瓦斯排出。實(shí)踐證明，高瓦斯雙突礦井極易自燃，特厚硬煤層綜放開采安全管理的有效措施。

      5、礦壓觀測和瓦斯適時(shí)監(jiān)測

       放頂煤開采會引起采場圍巖體大范圍礦山壓力重新分布，并使煤巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。隨之引起煤巖體中瓦斯賦存狀態(tài)和運(yùn)移形態(tài)的變化，采場圍巖體移動是影響采面和巷道瓦斯涌出量大小的重要因素。

為此建立較為先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行礦壓觀測工作是非常必要的。此外，還應(yīng)進(jìn)行常規(guī)的礦壓觀測及頂煤運(yùn)動規(guī)律觀測，進(jìn)而分析礦壓顯現(xiàn)對綜放采場及采空區(qū)瓦斯運(yùn)移形態(tài)的影響。

四、結(jié)語

       總之，在具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井，使用綜放技術(shù)之前，必須采取有效的防突措施，在基本消除區(qū)域性突出危險(xiǎn)性后，再進(jìn)行綜放，方可保證安全生產(chǎn)。