轩岗矿区

“三软”特厚煤层高瓦斯综采工作面采空区瓦斯抽放技术初步研究

摘

 要 在煤矿瓦斯治理中采空区内瓦斯抽放是非常关键的，关系着回采下作面的瓦斯浓度控

制、提高工作面的空气质量、预防采空区的煤炭自燃及整个矿井的瓦斯抽放利用等，而且便
于瓦斯的综合利用，降低对大气的污染。

 

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 http://www.xzbu.com/8/view-4233526.htm

　　关键词

 轩岗矿区；高瓦斯综采；采空区瓦斯抽放技术；研究 

　　

1 轩岗矿区地质及瓦斯涌出预测 

　　轩岗矿区位于山西省原平市轩岗镇，属宁武煤田。焦家寨矿是同煤集团轩岗煤电公司的
主力生产矿井之一，属高瓦斯矿井，煤尘爆炸指数

30.3%～38.8%，有爆炸危险性，煤层自

燃等级为

Ⅱ级。 

　　矿井原生产核定能力为

60 万吨/年，2005 年扩能后上马综采低位放顶煤工作面 2 个，

其中

2#煤层布置一个，5#煤层布置一个，矿井产量达到 150 万吨/年。矿井从上世纪 50 年代

开始建井以来，开采深度不断增加，生产能力逐步扩大，瓦斯涌出也急剧上升，

5#煤层采

煤工作面绝对瓦斯涌出量甚至达到

18 m3/min 以上，工作面上隅角乃至回风流瓦斯经常超

限，严重制约了综采面的正常生产。通过加大工作面风量等普通方法已不能解决瓦斯超限问
题。经过实际检查和论证：矿井瓦斯大部分来自落山侧的采空区域。因此，矿井对采空区的
瓦斯治理被提上了议事日程。

 

　　

2008 年 5 月，矿专门成立了调研小组赴宁夏、贵州等地多家煤矿进行实地调研，然后

根据本矿综采工作面的实际情况，我们与中国矿大瓦斯治理专家进行了专门的研究和论证
最后在

51111 工作面采用了在上隅角安装瓦斯抽放管路对采空区瓦斯进行抽放的方法来治

理工作面瓦斯的总体方案。

 

　　

2 工作面上隅角抽放系统技术方案 

　　

2.1 51111 工作面情况 

　　

51111 工作面作为矿井主力采煤工作面，担负着矿井 65%的安全生产任务。工作面走向

长度

765 m，倾斜宽 130 m，煤层厚度基本稳定，在 14.6 m～18.9 m 之间，采放比为 1：

6.3。 
　　

2.2 工作面瓦斯赋存状况 

　　经中国矿大现场数据采集和瓦斯涌出预测，

51111 工作面绝对瓦斯涌出量为 19.6 

m3/min。按照工作面日产 4000T 计算，相对瓦斯涌出量最大为 7.06 m3/t。对处于不同赋存深
度的煤层，其煤层瓦斯含量是不断变化的，瓦斯含量的变化必然引起工作面回采过程中瓦
斯涌出量的增减。

 

　　根据

5#煤层瓦斯含量与开采标高变化关系 X=-0.016H+20.954 ，按水平标高为+1010 

m，该标高处煤层瓦斯含量计算为 4.794m3/t，按 5#煤层工作面平均瓦斯涌出量计算表达式 
　　

m3/t 计算，5#煤层 1010 开采标高处回采工作面平均瓦斯涌出量为 5.21 m3/t，按工作面

瓦斯涌出不均衡系数

1.5 计算，工作面最大瓦斯涌出量为 7.815 m3/t。 

　　

2.3 工作面风量配置及抽放依据 

　　

1）计算 51111 工作面风量。 

　　

Qmax=SV60 

　　式中：

Qmax—工作面可以供给的最大风量 m3/min； 

　　

S—工作面有效通风断面 S=6.7 m2； 

　　

V—最高风速 4 m/S； 

　　则：

Qm=6.7×4×60=1608 m3/min。 

　　

2）计算通风可以稀释排走的瓦斯量。