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3410刨煤机工作面瓦斯与其综合治理技术

1 矿井工作面概况

    晓南煤矿1980年投产，设计生产能力为90万t/a，经改扩建后，设计生产能力为150万t/a，现实际生产能力稳定在240万t/a以上，现有W2、 W3共2个采区。我矿于2002年引进法国DBT公司刨煤机系统在W3409工作面首次安装使用，W3410是我矿使用刨煤机生产的第二个工作面。W3410工作面位于西三采区北部，南侧为W3409工作面采空区，北侧为W3411工作面（尚未开拓），西为W3二期412工作面（尚未开拓），东部以F 号断层为界与西三采区二期相烫金机邻；下部为7－2号煤层，层间距在26～30m之间，上部为2号煤层（不可采）。该工作面走向长795m，倾斜宽215m。工作面开采的是4－2号煤层，煤层厚度1.03～2.5m，平均1.77m，东部薄，向西逐渐增厚。煤层倾角3°～10°，煤质为长焰煤。绝对瓦斯涌出量为30 m3/min，煤尘具有爆炸性，吊顶材料“U”型通风方式，全部陷落法管理顶板。

    2 W3410回采把本钱降下来工作面瓦斯涌出特点

    通过对W3410工作面的现场测定和计算，可以得出工作面瓦斯的涌出特点。

    （1）上隅角瓦斯偏高。刨煤机工作面由于采高小，工作面通风断面相对综采面要小得多，工吴川作面后方存在着一定的漏风。通过实测，工作面中部风量只有回风顺槽风量的70％～80％，说明工作面向采空区的漏风量是很大的。工作面落煤及煤壁的涌出的瓦斯一部分很快被新鲜风流冲淡、稀释，一部分随漏风流涌入到采空区；同时，遗车圈煤及邻近围岩的瓦斯也积存于采空区中。采空区内的瓦斯在雷诺数很小的层流状态下，随漏风流运移积聚在工作面上隅角一带，造成上隅角处瓦斯浓度偏高。

    （2）采空区瓦斯涌出量较大。在采动应力影响下，采空区2侧煤层（煤柱）破坏后释放出的瓦斯（呈缓慢涌出状态）涌入工作面采空相当于约20亿元人民币区，一般认为应力影响区在工作面以外的15～25m内；上邻近层瓦斯随顶板冒落破坏后，沿顶板卸压角以外的冒落带、裂缝带、弯曲下沉带急剧涌入工作面采空区；下邻近层其三向应力状态变为二向应力状态，根据材料力学放心产品原理，就要向上产生应变，产生弯曲破坏（表现为底鼓），其吸附状态下的瓦斯就会解吸成游离状态下的瓦斯，涌入工作面采空区。可以认为：工作面的瓦斯来源有3个：开采层、邻近层和采空区遗煤。由于生产过程中邻近层和遗煤瓦斯均是通过采空区涌向工作面的低碳钢和铸铁等金属材料的紧缩试件1般制成圆柱形试件，因此，可以认为工作面的瓦斯涌出来源分为2个：开采层和采空区。

    根据W3410刨煤机工作面老顶初次垮落前后的瓦斯涌出量实测资料计算：开采层的瓦斯涌出量为15.48 m3/min，占工作面瓦斯涌出量的51.65％，采空区瓦斯（邻近层和采空区遗煤）涌出量为14.49 m3/min，占工作面瓦斯涌出量的48.35％。