顺风回撤液压支架过程中的瓦斯管理

顺风回撤液压支架过程中的瓦斯管理

综采工作面回撤液压支架，基本上采用顶风回撤，但因巷道特殊条件的限制，有的工作面液压支架回撤需要顺风进行。小青矿自1999年8月至2003年5月共采用顺风方式安全回撤6年综采工作面，在通风瓦斯技术管理方面积累了一定的经验。本文以s2-703综采工作面为例，结合其他工作面的一些具体做法，对顺风回撤支架过程中的通风瓦斯管理方法进行总结。

1工作面概况

工作面布置见图1。

图1s2br>;s2br>; 该工作面于2001年10月1日开采，至2002年4月21日ⅱ段回撤前，平均日产量3646t.配风量1230m3/min，瓦斯涌出量最小为12.3m3/min,最大为19.5m3/min，抽放瓦斯量一般在6～12m3/min，抽放率在45%～60%。

在撤前工作面长96m，工作面倾角为12°，运顺低、回顺高、上行通风，配风量950 m3/min左右。

2回撤前的准备工作

2.1封堵上隅角

当劈帮工作达标并撤出采煤机、运输机后，将工作面后四组支架及煤柱侧的采空区漏风处，用装黄土编织袋进行砌筑封堵，后四组支架的四连杆、前梁、护帮板与顶板之间的空隙也要封严封实。在砌筑封堵的同时把抽放花管插到上隅角高浓度瓦斯聚集区，并要吊挂牢固。这些工作结束后及时进行喷浆，对所有微小孔隙、孔洞喷严，防止高浓度瓦斯从上隅角涌出，并为抽放创造条件。

2.2瓦斯抽放系统

为减轻通风管理负担，工作面由永久与临时两个抽放系统进行抽放。

（1）永久系统。该工作面最后一个钻场17#钻场回撤时距工作面24m，共设计5个钻孔，钻孔呈扇形布置，孔长60～80m，终孔距工作面30m以上，为防止塌孔，每孔下φ60mm套管40～70m，由南风井抽放泵站进行，抽放能力20～30 m3/min。

（2）临时系统。采用yd-v型移动抽放泵站进行抽放，移动泵设在该采场回顺联络道，对上隅角进行抽放，抽放管径φ159mm，负压端管路长850m，正压端管路长320m，平均抽放混合量19.4 m3/min。

2.3监测设施

在原有回风、上隅角两个监测探头的基础上，工作面增设一台探头，探头位置距支架调向处15m以内，随支架回撤移动，探头报警与断电瓦斯浓度为1%，断电范围为工作面与回风的全部非本质安全型电源。

3回撤期间管理措施

（1）支护管理。回撤时风流流经工作面有两个通道，其一为支架回撤后工作面剩余断面的新风通道，另一为工作面采空区漏风，增大新风断面，减少采空区漏风，必须加强回撤时支护管理。工作面前上隅角主副架撤出后，利用圆木打二个木垛，维护住上隅角顶板，随支架回撤，采取每隔1.5m打一个戗柱的措施，在回撤第12～22组支架时，泥岩为伪顶厚度大、破碎，顶板随支架移动迅速下沉，此段加密戗柱布置，每1.5m至少打二个戗柱，通过支护，确保了一定的新风通道，这是控制瓦斯自采空区涌出的基础。

（2）瓦斯管理。关键是操作规程和安全技术措施的落实，因此在回撤过程中矿派通风队干部、安全监察员全程跟班，确保各项安全技术措施的落实。另外现场作业的班组电钳工、绞车司机全部配带便携仪。悬挂的反绳滑轮要牢固。绞车牵引钢丝绳要完好，防止摩擦或拉断产生火花。瓦斯检查员特别注意检查处理局部顶涡流处的积存或积聚的高浓度瓦斯。瓦斯监测探头每周充气调试不少于3次，确保完好，断电灵敏可靠。

4实施效果

（1）风量变化。回撤初期，风量基本稳定，在回撤13～15组支架时，由于空顶距加大，顶板来压，通风断面迅速减少，风量有一突然下降的过程，由931 m3/min下降至496 m3/min，此后回撤，由于对通风断面的控制，风量是一个缓慢下降的过程，由500 m3/min左右下降到300 m3/min左右。见表1。

表1 s2-703回撤支架与通风瓦斯情况

时间

回风风量/m3·min-1

回风平均瓦斯浓度%

回撤支架

数量/架

4月22日

996

0.15

3

4月23日

931

0.18

15

4月24日

496

0.15

26

4月25日

473

0.16

39

4月26日

410

0.27

54

4月27日

336

0.61

64

（2）回风瓦斯浓度。回撤前50组支架时，大部风量由新风断面通过，回风瓦斯浓度基本稳定在0.1% ~0.2%,回撤51~54组支架时回风浓度突然由0.51%上升至0.7%左右，这是工作面压差直接作用于后几组支架，较高浓度的采空区瓦斯自支架涌出的缘故，在回撤后10组支架时，回风瓦斯浓度维持在0.6%~0.9% 之间（见图2）。

图2回风瓦斯浓度趋势曲线

（3）风排瓦斯量。前50组支架由于风量下降，回风瓦斯浓度基本不变，风排瓦斯缓缓下降，由1.5 m3/min下降到1.0 m3/min以下，后14组支架风排瓦斯量上升，维持在2.0～3.0 m3/min（见图3）。

图3 s2-703瓦斯涌出动态曲线

（4）瓦斯抽放量。回撤期间永久抽放系统抽放量基本稳定在2.8～3.2 m3/min；临时抽放系统抽放量逐渐增加，抽放浓度2%～10%，抽放量为0.39～1.96 m3

/min，回撤后4组支架抽放浓度最高达12%，抽放量在2.0 m3/min以上，是处理上隅角局部瓦斯的的主要手段（见图3）。

（5）工作面瓦斯涌出量。回撤前50组支架瓦斯涌出量基本稳定在3.9~4.5m3/min,回撤后10组支架时达到7m3/min以上,最大达到8.5 m3/min(见图3)。

5主要经验与体会

（1）风量控制。回撤前工作面配风量在800～1000 m3/min为宜，回撤期间风量随通风断面变化自然减风，一般不应人为增风，增风可能造成回风瓦斯浓度增加。小青矿在回撤w1s704工作面时曾做过增风试验，当时该工作面风量658 m3/min，增风50 ～100 m3/min时回风瓦斯基本不变，增加200 m3/min以上时回风瓦斯浓度有明显增高。

（2）瓦斯管理。针对回撤期间瓦斯变化动态，瓦斯管理要以撤最后10 ~15组支架为重点，特别是后4组支架最为关键，这期间工作面消耗的风压直接作用后几组支架，导致上隅角瓦斯涌出量迅速增大，容易造成局部瓦斯积聚，而邻近绞车峒窒内回柱绞车经常启动，如不处理是危险的，此时我们在临时抽放系统接设移动胶管，抽出积存的瓦斯，并接设障增加风量吹出瓦斯，将瓦斯浓度控制在安全范围内。同时在回撤后期，风量不断减弱，必须经常检查顶板瓦斯状态，防止出现层流瓦斯。

（3）加强支护。回撤时必须加强支护管理，确保工作面有一定的通风断面，减少采空区漏风。支护管理直接影响回风瓦期浓度，小青矿顶板维护最好的w1e703工作面回撤时回风瓦斯浓度始终控制在0.5%以下。

（4）抽放是关键。在不能用风排解决瓦斯的情况下，抽放是回撤处理瓦斯问题的关键，从s2703回撤可以看出，4月27日回撤最后10组支架时，瓦斯涌出量平均达7.13m3/min，抽放量5.08m3/min，抽放率达71%，而这时风量只有336m3/min，如果没有抽放，回风瓦斯浓度将达到2%以上，这是不可能进行回撤作业的；上隅角抽放是处理上隅角瓦斯的主要手段，对防止瓦斯积聚起到关键作用。

（5）上隅角封堵。上隅角封堵、喷浆、减少采空区瓦斯涌出，是防止上隅角瓦斯职聚的必要手段。

（6）监测管理。监测是瓦斯管理的第二道防线，具有实时性，瓦斯超限瞬间切断电源，回撤期间可在工作面增设探头，形成工作面、上隅角、回风三点监测，增加安全系数。