關(guān)于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

      綜合機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，掘進率低及搬家次數(shù)少等優(yōu)點，實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行綜放工藝的試驗并已取得成功。

       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，它們在實施綜放工藝時，采取了一系列有效措施，切實保障了雙突礦井綜放面的安全生產(chǎn)。實踐證明：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、絕對瓦斯涌出量強度加大

      推進速度相同時，綜放面的產(chǎn)量比普通機采大25倍，故在開采瓦斯含量相同煤層時，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，這是因為第一分層是下分層保護層，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，因為支架上方及支架后采空區(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，這些地點的瓦斯?jié)舛瓤蛇_(dá)3%～5%，個別可達(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間和空間上皆呈不均衡性。從時間上看，放煤和移架時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?，采煤機與前柱之間最低；另外，整個綜放面瓦斯

 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)礦井自身條件盡可能開采保護層，無保護層開采的，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)，加強瓦斯排放量

        “U”型通風(fēng)方式中，加強綜放面風(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

       在煤層中進行高壓注水，不但能軟化煤層降低煤塵，而且能增強煤體可塑性，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。

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

四、結(jié)語

       總之，在具有煤與瓦斯突出危險的礦井，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)域性突出危險性后，再進行綜放，方可保證安全生產(chǎn)。