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[摘 要] 本文简述了王家岭煤矿为有效防治瓦斯浓度超限，经研究设计了瓦斯风排和瓦斯抽放等瓦斯灾害防治方法。通过20104综放工作面的应用，取得了较好的效果，为以后类似综放工作面开采提供一定的借鉴经验。
[关键词] 综放工作面；瓦斯风排；瓦斯抽放；瓦斯积聚
中图分类号：TD77 文献标识码：A 文章
1.簡述
王家岭煤矿共有四条井筒。主、副平硐及碟子沟进风斜井进风，碟子沟回风斜井回风。该矿井可采煤层为2号煤层和10号煤层。现在2号煤层布置2个综放工作面和4个综掘工作面。2号煤层为井田内主要可采煤层，平均厚度6.20m，煤层结构简单、赋存稳定。2号煤层最大瓦斯含量为2.071ml/g·daf，10号煤层最大为0.570 ml/g·daf。从煤层垂直方向来看，2号煤的瓦斯含量大于10号煤。对同一层煤来讲，瓦斯含量与覆盖层厚度成正比，覆盖层越厚瓦斯含量也相应加大。 瓦斯涌出量随开采深度及产量的增加而相应增加。
王家岭煤矿为高瓦斯矿井，在工作面回风巷与工作面的上隅角极有可能造成局部瓦斯积聚，达到爆炸浓度。因此生产中要严格按照《煤矿安全规程》中有关瓦斯管理的各项规定，采取技术措施，加强通风安全管理，杜绝“一通三防”事故。
2. 瓦斯灾害防治措施选择
2.1 瓦斯抽放安全技术措施
2.1.1 抽放系统安全技术措施
2.1.1.1 抽放钻场、钻孔施工时防治瓦斯危害的措施
打钻时，必须配备专职瓦斯检查员，严格执行《煤矿安全规程》的有关规定，杜绝诸如无水钻进、瓦斯超限作业等违章行为。打钻过程中如遇喷孔，必须立即停钻，采取处理措施。
2.1.1.2 管路防漏气、防砸坏、防带电、防底鼓措施
抽放系统必须设置负压测定装置和截止阀门，新敷设的管路要进行气密性检查，正常抽放的管路亦应定期进行气密性检查。敷设抽放管路的巷道虽非主要运输巷道，但在管路上要悬挂警示牌，管路外部涂红色以示区别，提醒车辆注意，并要每天巡回检查，发现问题及时更换。管道在巷道分叉处要跨越并吊挂，吊挂高度不小于1.8m。管路敷设在巷道底板时，为防止底鼓折损管路，管道应用墩垛垫起，垫起高度不小于0.3m。井下管路应尽量避免与通讯、动力电缆敷设在一起，以防管路带电。
2.1.1.3 斜巷、立巷管路防滑措施
在斜巷、立巷布置管道时，要用半圆形铁卡子固定在巷道内支撑物上， 支撑物卧底安置。
2.1.1.4 管路防腐及地面管路防冻措施
抽放系统管路必须刷红色或黑色防锈漆，以防锈蚀，地面管路无论是架空或埋在地沟中，均要在管道外表设置保温层，以防冬季管路冻裂。
2.1.2 抽放泵站安全措施
2.1.2.1 抽放瓦斯泵前后防回火、防爆炸措施
为保证安全抽放瓦斯，在抽放泵进气管和出气管的适当位置设置防爆、防回火装置。
2.1.2.2 抽放泵房防雷电、防火灾措施
抽放泵房和泵房附近的放空管均设单针避雷装置，避雷装置的高度应超过泵房、放空管5m以上，并将避雷导线埋入地表3m以下。泵房内必须设置干粉灭火器和砂箱等灭火器材。
2.1.2.3 抽放瓦斯浓度规定及在规定浓度下的防爆措施
抽放瓦斯浓度低于30%时，要增加浓度检查次数，每15分钟不得少于一次；当抽放瓦斯浓度下降到25%时，必须立即停止瓦斯抽放泵运转，将瓦斯分流到放空管靠瓦斯压力和浮力自然排空。泵房内瓦斯浓度不得超过0.5%，机体附近0.3m瓦斯浓度不得超过1%，否则必须停泵查明原因并处理。
2.1.2.4 安全管理措施
（1） 泵房内不得使用非防爆电器，杜绝明火；
（2） 建立抽放设备检修制度。定期对抽放设备进行检查、维修，发现问题及时处理，并将有关情况及时向主管部门和领导汇报；
（3） 建立抽放设备停、运联系制度。未经有关部门和领导研究，任何人不得私自停开抽放设备，不得私自调整抽放系统的抽放负压；
（4） 建立抽放参数定期检查制度。抽放系统各测点每三天必须进行一次全面观测，有条件的应每天测定一次，每次观测都要及时填写在抽放日报上；瓦斯泵房内瓦斯浓度、正压、负压、流量、水温必须每隔10～30分钟测定、记录一次，并建立记录台账。
2.2 瓦斯风排安全措施
合理配风降低瓦斯浓度。单个综放工作面瓦斯抽放后，瓦斯涌出量预计为9.89m3/min左右，计算工作面所需风量：Q采=100×q采×Kc=100×9.89×1.6=1583m3/min
=26.4m3/s。其中式中：Q采—采煤工作面需风量，m3/min；q采—采煤工作面抽放瓦斯后剩余的瓦斯绝对涌出量，m3/min；Kc—工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.6；根据工作面瓦斯涌出量，工作面配风量仅需要26.4m3/s，实际回采中在此基础上适当加大工作面配风量，降低瓦斯浓度，以保证安全生成。
2.3 防止瓦斯积聚的措施
⑴ 矿井有完善的通风系统，井下各采掘工作面及其它有瓦斯涌出的地点均按规定配有足够的风量和适宜的风速，以冲淡和排除井下涌出的瓦斯。
⑵ 矿井在生产过程中，综放工作面采空区回风隅角是采空区瓦斯积聚的主要地点，为了消除局部瓦斯积聚，在工作面回风隅角坚持挂导风帘，以改变此处风流方向来消除局部瓦斯积聚。
⑶ 按《煤矿安全规程》规定，井下采掘工作面及主要硐室均采用独立通风。
⑷ 矿井在生产过程中，应加强通风管理，各测风站定期测风，保证井下所有场所有足够、稳定的风量。
⑸ 井下废弃的巷道和盲巷要及时封闭，并挂牌说明，定期检查。 ⑹ 对顶板冒落形成的空洞及时架设钢拱架，打上背板，使用沙袋等充满空洞区，挂上钢筋网重新喷射混凝土，直至与巷道正常断面平齐，以避免瓦斯积聚。
⑺ 井下不同断面巷道连接处，应平滑过渡，避免台阶过渡，以避免瓦斯积聚。
⑻ 工作面回采结束后应对采空区及时封闭。
⑼ 对服务年限长的巷道进行锚喷支护，封闭巷道煤壁，防止巷道煤壁瓦斯涌出。
2.4 控制和消除引爆火源措施
⑴ 本矿井属高瓦斯矿井，但应特别注意对井下作业人员的安全教育，克服麻痹思想，严禁明火作业，严禁携带烟、火入井。
⑵ 严格按《煤矿安全规程》的规定选用电气设备，并加强检测，防止电火花引燃、引爆瓦斯及煤尘，同时利用安装的瓦斯传感器、风速传感器、瓦斯检测仪等设施对各工作场所进行连续监测。
⑶ 建立完善的矿井安全监控系统，设有瓦斯电、风电闭锁装置，当瓦斯超限、风量不足、煤尘积存到一定浓度时，自动断开电源，消灭引爆源。
⑷ 井下发生内、外因火灾，均应及时扑灭，防止因火灾引燃、引爆瓦斯及煤尘。
⑸ 井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。
⑹ 井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。
⑺ 井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。
3. 瓦斯抽放方法
3.1 本煤层瓦斯抽放
本煤层瓦斯抽放可分为未卸压抽放和卸压抽放两种方法。由于王家岭煤矿精查区2号煤层瓦斯含量为2.92 m3/t，实施本煤层瓦斯预抽效果不好，不适合进行本煤层瓦斯预抽。所以只采取本煤层卸压瓦斯抽放，即边采边抽。方法是在回风巷向工作面前方卸压带施工钻孔，抽放本煤层卸压瓦斯。抽放方法见图1所示。
图1：本煤层卸压瓦斯抽放方法示意图
3.2 邻近层瓦斯抽放
王家岭矿井3、7及10号煤层距离开采层2号煤层近。受开采层2号煤层的采动影响，其下部的3、7及10号煤层得到卸压后会发生膨胀变形，其透气性会大幅度提高，邻近煤层的卸压瓦斯会通过层间裂隙大量涌向2号煤层开采空间。针对王家岭矿现有的开拓开采条件，结合下邻近层瓦斯的涌出规律，下邻近层的瓦斯抽放拟归结到采空区的抽放上，即利用采空区抽放来抽出随着工作面的推进、卸压范围的扩大而不断涌向采空区的邻近层瓦斯。
3.3 采空区瓦斯抽放
3.3.1 半封闭采空区瓦斯抽放
3.3.1.1 埋管抽放采空区瓦斯方法
埋管抽放采空區瓦斯的具体方法是，在工作面回风巷内预先敷设一条瓦斯抽放管路，每隔20m串接一个三通管件，作为抽放采空区瓦斯管路的连接口，安装管路时要用法兰盘封严，防止漏气，随着工作面的推进，管路上的连接口逐步向采空区内靠近，在进入采空区之前，要卸掉法兰盘，作为抽放采空区瓦斯的管路吸气口，随着工作面推进，管路吸气口逐步埋入采空区，抽放采空区瓦斯。为提高采空区瓦斯抽放效果，可在回风巷每隔20m间距预埋一立管，预埋立管采用“L”型布置，下段用水泥浇灌，顶部密封，上端2m段布置花眼，立管下部焊接三通利用钢丝骨架胶管引出与瓦斯抽放管路吸气口连接好后，随工作面推进埋入采空区后进行抽放。详见图2所示。
图2：埋管抽放采空区瓦斯方法示意图
为了防止预埋瓦斯抽放管吸气口被砸坏和减少采空区漏风，以提高抽放效果，在采空区回风巷必须进行充填，将抽放管路保护起来，在立管处需打木垛保护。在抽放过程中应实时监测CO的浓度升级，必要时关闭抽放管路。
3.3.1.2 插管抽放采空区瓦斯方法
上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域内瓦斯由抽放管路抽走，这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅（或微风）引起的瓦斯超限，还可解决因漏风使采空区向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。为操作方便，靠近采面上隅角管路可采用6m长的钢丝骨架胶管与主抽放管路连接，将钢丝骨架胶管插入上隅角，为保证胶管吸入口处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高），可用铁丝吊挂在支架上，为提高抽放浓度，上隅角处应采用挡风帘，提高抽放效果。随着工作的推进，拆下前端一段主管路，移动抽放胶管，如此反复。抽放工艺，如图3所示。胶管可采用10吋管，抽放管伸入上隅角长度及位置应根据实际抽放效果，不断调整，得到合理的参数。
图3：插管抽放采空区瓦斯方法示意图
上隅角插管瓦斯抽放是制造一个负压区，让周围瓦斯向负压区流动，然后通过抽放管路，抽出工作面，负压区在什么地方最合适，顶板岩性不同，顶板的冒落程度不同，对负压区的选择都将有较大影响，为确保抽放点的合适位置（使吸入口瓦斯浓度较高），在抽放管路负压始端接一个带4～8个分支的一段管路，分支出几个支管，支管出口接2吋胶管，胶管插入上隅角后呈发散排列，可提高抽放效果。
3.3.2 全封闭采空区瓦斯抽放
采用密闭巷道法抽放已采完封闭的采空区瓦斯。该方法是首先在巷道中打密闭，然后将管子插入采空区直接抽放采空区瓦斯。密闭打在工作面回风巷内，厚度3m以上。为了保证密闭的严密，煤壁和顶、底板的挖槽深度要大于0.3m。密闭两壁用砖（或料石）砌筑，厚度不小于0.4m，两层砖（或料石）墙间要充填黄土，并夯实。瓦斯抽放管插进10m左右。如图4所示。
图4：全封闭采空区密闭瓦斯抽放示意图
3.4 瓦斯抽放方法确定
按照王家岭矿2号煤层瓦斯含量、回采工作面的设计产量、瓦斯涌出量、通风能力以及目前的瓦斯抽放水平，经全面分析计算，王家岭煤矿为达到设计的产量，各回采工作面采取本煤层瓦斯抽放和采空区瓦斯抽放综合瓦斯抽放方法，即利用本煤层钻孔卸压瓦斯抽放方法和采空区埋管或插管瓦斯抽放以及采空区密闭瓦斯抽放方法抽放本煤层、采空区和邻近层瓦斯。
3.5 抽放巷道布置
王家岭矿井采空区瓦斯抽放不增设专门的抽放瓦斯巷道，全部利用工作面已有的开拓开采巷道，利用工作面回风巷布置钻场和采空区埋管或插管及密闭抽放。
3.6 钻场布置和钻孔参数
设计利用工作面回风巷布置钻场，每个综放工作面配备二台ZDY 2300S型钻机，其中一台工作，一台检修、备用。钻杆直径φ63.5mm，钻孔深度350m。
5.结语
5.1瓦斯抽放的必要性
回采工作面的瓦斯涌出量高于通风能力所允许的瓦斯涌出量，单靠通风稀释无法达到设计产量时，瓦斯抽放才是必要的。设计按回采工作面过风38m3/s计算，在不采取抽放瓦斯措施的情况下，回采工作面生产能力仅能达到2.38Mt/a，因此回采工作面抽放瓦斯是必要的。
5.2 瓦斯抽放效果
当矿井生产能力6.0Mt/a时，矿井及两个回采工作面瓦斯总涌出量分别为77.27m3/min及34.38m3/min左右，矿井及两个工作面瓦斯抽放量分别在31.96m3/min及14.60m3/min左右，矿井及回采工作面抽放率分别约在41.4%及42.5%左右。
本次研究设计采用合理风排、瓦斯抽放等方法及相应配套的安全技术措施，通过王家岭煤矿20104综放工作面的应用，取得了良好的经济和社会效益。
【作者简介】
葛维营，男， 1975.7出生，大学，助理工程师，现任山西中煤华晋能源有限责任公司救援中心副总工程师，邮编：043300
[关键词] 综放工作面；瓦斯风排；瓦斯抽放；瓦斯积聚
中图分类号：TD77 文献标识码：A 文章
1.簡述
王家岭煤矿共有四条井筒。主、副平硐及碟子沟进风斜井进风，碟子沟回风斜井回风。该矿井可采煤层为2号煤层和10号煤层。现在2号煤层布置2个综放工作面和4个综掘工作面。2号煤层为井田内主要可采煤层，平均厚度6.20m，煤层结构简单、赋存稳定。2号煤层最大瓦斯含量为2.071ml/g·daf，10号煤层最大为0.570 ml/g·daf。从煤层垂直方向来看，2号煤的瓦斯含量大于10号煤。对同一层煤来讲，瓦斯含量与覆盖层厚度成正比，覆盖层越厚瓦斯含量也相应加大。 瓦斯涌出量随开采深度及产量的增加而相应增加。
王家岭煤矿为高瓦斯矿井，在工作面回风巷与工作面的上隅角极有可能造成局部瓦斯积聚，达到爆炸浓度。因此生产中要严格按照《煤矿安全规程》中有关瓦斯管理的各项规定，采取技术措施，加强通风安全管理，杜绝“一通三防”事故。
2. 瓦斯灾害防治措施选择
2.1 瓦斯抽放安全技术措施
2.1.1 抽放系统安全技术措施
2.1.1.1 抽放钻场、钻孔施工时防治瓦斯危害的措施
打钻时，必须配备专职瓦斯检查员，严格执行《煤矿安全规程》的有关规定，杜绝诸如无水钻进、瓦斯超限作业等违章行为。打钻过程中如遇喷孔，必须立即停钻，采取处理措施。
2.1.1.2 管路防漏气、防砸坏、防带电、防底鼓措施
抽放系统必须设置负压测定装置和截止阀门，新敷设的管路要进行气密性检查，正常抽放的管路亦应定期进行气密性检查。敷设抽放管路的巷道虽非主要运输巷道，但在管路上要悬挂警示牌，管路外部涂红色以示区别，提醒车辆注意，并要每天巡回检查，发现问题及时更换。管道在巷道分叉处要跨越并吊挂，吊挂高度不小于1.8m。管路敷设在巷道底板时，为防止底鼓折损管路，管道应用墩垛垫起，垫起高度不小于0.3m。井下管路应尽量避免与通讯、动力电缆敷设在一起，以防管路带电。
2.1.1.3 斜巷、立巷管路防滑措施
在斜巷、立巷布置管道时，要用半圆形铁卡子固定在巷道内支撑物上， 支撑物卧底安置。
2.1.1.4 管路防腐及地面管路防冻措施
抽放系统管路必须刷红色或黑色防锈漆，以防锈蚀，地面管路无论是架空或埋在地沟中，均要在管道外表设置保温层，以防冬季管路冻裂。
2.1.2 抽放泵站安全措施
2.1.2.1 抽放瓦斯泵前后防回火、防爆炸措施
为保证安全抽放瓦斯，在抽放泵进气管和出气管的适当位置设置防爆、防回火装置。
2.1.2.2 抽放泵房防雷电、防火灾措施
抽放泵房和泵房附近的放空管均设单针避雷装置，避雷装置的高度应超过泵房、放空管5m以上，并将避雷导线埋入地表3m以下。泵房内必须设置干粉灭火器和砂箱等灭火器材。
2.1.2.3 抽放瓦斯浓度规定及在规定浓度下的防爆措施
抽放瓦斯浓度低于30%时，要增加浓度检查次数，每15分钟不得少于一次；当抽放瓦斯浓度下降到25%时，必须立即停止瓦斯抽放泵运转，将瓦斯分流到放空管靠瓦斯压力和浮力自然排空。泵房内瓦斯浓度不得超过0.5%，机体附近0.3m瓦斯浓度不得超过1%，否则必须停泵查明原因并处理。
2.1.2.4 安全管理措施
（1） 泵房内不得使用非防爆电器，杜绝明火；
（2） 建立抽放设备检修制度。定期对抽放设备进行检查、维修，发现问题及时处理，并将有关情况及时向主管部门和领导汇报；
（3） 建立抽放设备停、运联系制度。未经有关部门和领导研究，任何人不得私自停开抽放设备，不得私自调整抽放系统的抽放负压；
（4） 建立抽放参数定期检查制度。抽放系统各测点每三天必须进行一次全面观测，有条件的应每天测定一次，每次观测都要及时填写在抽放日报上；瓦斯泵房内瓦斯浓度、正压、负压、流量、水温必须每隔10～30分钟测定、记录一次，并建立记录台账。
2.2 瓦斯风排安全措施
合理配风降低瓦斯浓度。单个综放工作面瓦斯抽放后，瓦斯涌出量预计为9.89m3/min左右，计算工作面所需风量：Q采=100×q采×Kc=100×9.89×1.6=1583m3/min
=26.4m3/s。其中式中：Q采—采煤工作面需风量，m3/min；q采—采煤工作面抽放瓦斯后剩余的瓦斯绝对涌出量，m3/min；Kc—工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.6；根据工作面瓦斯涌出量，工作面配风量仅需要26.4m3/s，实际回采中在此基础上适当加大工作面配风量，降低瓦斯浓度，以保证安全生成。
2.3 防止瓦斯积聚的措施
⑴ 矿井有完善的通风系统，井下各采掘工作面及其它有瓦斯涌出的地点均按规定配有足够的风量和适宜的风速，以冲淡和排除井下涌出的瓦斯。
⑵ 矿井在生产过程中，综放工作面采空区回风隅角是采空区瓦斯积聚的主要地点，为了消除局部瓦斯积聚，在工作面回风隅角坚持挂导风帘，以改变此处风流方向来消除局部瓦斯积聚。
⑶ 按《煤矿安全规程》规定，井下采掘工作面及主要硐室均采用独立通风。
⑷ 矿井在生产过程中，应加强通风管理，各测风站定期测风，保证井下所有场所有足够、稳定的风量。
⑸ 井下废弃的巷道和盲巷要及时封闭，并挂牌说明，定期检查。 ⑹ 对顶板冒落形成的空洞及时架设钢拱架，打上背板，使用沙袋等充满空洞区，挂上钢筋网重新喷射混凝土，直至与巷道正常断面平齐，以避免瓦斯积聚。
⑺ 井下不同断面巷道连接处，应平滑过渡，避免台阶过渡，以避免瓦斯积聚。
⑻ 工作面回采结束后应对采空区及时封闭。
⑼ 对服务年限长的巷道进行锚喷支护，封闭巷道煤壁，防止巷道煤壁瓦斯涌出。
2.4 控制和消除引爆火源措施
⑴ 本矿井属高瓦斯矿井，但应特别注意对井下作业人员的安全教育，克服麻痹思想，严禁明火作业，严禁携带烟、火入井。
⑵ 严格按《煤矿安全规程》的规定选用电气设备，并加强检测，防止电火花引燃、引爆瓦斯及煤尘，同时利用安装的瓦斯传感器、风速传感器、瓦斯检测仪等设施对各工作场所进行连续监测。
⑶ 建立完善的矿井安全监控系统，设有瓦斯电、风电闭锁装置，当瓦斯超限、风量不足、煤尘积存到一定浓度时，自动断开电源，消灭引爆源。
⑷ 井下发生内、外因火灾，均应及时扑灭，防止因火灾引燃、引爆瓦斯及煤尘。
⑸ 井口房和通风机房附近20m内，不得有烟火或用火炉取暖。
⑹ 井下严禁使用灯泡取暖和使用电炉。
⑺ 井下和井口房内不得从事电焊、气焊和喷灯焊接等工作。
3. 瓦斯抽放方法
3.1 本煤层瓦斯抽放
本煤层瓦斯抽放可分为未卸压抽放和卸压抽放两种方法。由于王家岭煤矿精查区2号煤层瓦斯含量为2.92 m3/t，实施本煤层瓦斯预抽效果不好，不适合进行本煤层瓦斯预抽。所以只采取本煤层卸压瓦斯抽放，即边采边抽。方法是在回风巷向工作面前方卸压带施工钻孔，抽放本煤层卸压瓦斯。抽放方法见图1所示。
图1：本煤层卸压瓦斯抽放方法示意图
3.2 邻近层瓦斯抽放
王家岭矿井3、7及10号煤层距离开采层2号煤层近。受开采层2号煤层的采动影响，其下部的3、7及10号煤层得到卸压后会发生膨胀变形，其透气性会大幅度提高，邻近煤层的卸压瓦斯会通过层间裂隙大量涌向2号煤层开采空间。针对王家岭矿现有的开拓开采条件，结合下邻近层瓦斯的涌出规律，下邻近层的瓦斯抽放拟归结到采空区的抽放上，即利用采空区抽放来抽出随着工作面的推进、卸压范围的扩大而不断涌向采空区的邻近层瓦斯。
3.3 采空区瓦斯抽放
3.3.1 半封闭采空区瓦斯抽放
3.3.1.1 埋管抽放采空区瓦斯方法
埋管抽放采空區瓦斯的具体方法是，在工作面回风巷内预先敷设一条瓦斯抽放管路，每隔20m串接一个三通管件，作为抽放采空区瓦斯管路的连接口，安装管路时要用法兰盘封严，防止漏气，随着工作面的推进，管路上的连接口逐步向采空区内靠近，在进入采空区之前，要卸掉法兰盘，作为抽放采空区瓦斯的管路吸气口，随着工作面推进，管路吸气口逐步埋入采空区，抽放采空区瓦斯。为提高采空区瓦斯抽放效果，可在回风巷每隔20m间距预埋一立管，预埋立管采用“L”型布置，下段用水泥浇灌，顶部密封，上端2m段布置花眼，立管下部焊接三通利用钢丝骨架胶管引出与瓦斯抽放管路吸气口连接好后，随工作面推进埋入采空区后进行抽放。详见图2所示。
图2：埋管抽放采空区瓦斯方法示意图
为了防止预埋瓦斯抽放管吸气口被砸坏和减少采空区漏风，以提高抽放效果，在采空区回风巷必须进行充填，将抽放管路保护起来，在立管处需打木垛保护。在抽放过程中应实时监测CO的浓度升级，必要时关闭抽放管路。
3.3.1.2 插管抽放采空区瓦斯方法
上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域内瓦斯由抽放管路抽走，这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅（或微风）引起的瓦斯超限，还可解决因漏风使采空区向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。为操作方便，靠近采面上隅角管路可采用6m长的钢丝骨架胶管与主抽放管路连接，将钢丝骨架胶管插入上隅角，为保证胶管吸入口处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高），可用铁丝吊挂在支架上，为提高抽放浓度，上隅角处应采用挡风帘，提高抽放效果。随着工作的推进，拆下前端一段主管路，移动抽放胶管，如此反复。抽放工艺，如图3所示。胶管可采用10吋管，抽放管伸入上隅角长度及位置应根据实际抽放效果，不断调整，得到合理的参数。
图3：插管抽放采空区瓦斯方法示意图
上隅角插管瓦斯抽放是制造一个负压区，让周围瓦斯向负压区流动，然后通过抽放管路，抽出工作面，负压区在什么地方最合适，顶板岩性不同，顶板的冒落程度不同，对负压区的选择都将有较大影响，为确保抽放点的合适位置（使吸入口瓦斯浓度较高），在抽放管路负压始端接一个带4～8个分支的一段管路，分支出几个支管，支管出口接2吋胶管，胶管插入上隅角后呈发散排列，可提高抽放效果。
3.3.2 全封闭采空区瓦斯抽放
采用密闭巷道法抽放已采完封闭的采空区瓦斯。该方法是首先在巷道中打密闭，然后将管子插入采空区直接抽放采空区瓦斯。密闭打在工作面回风巷内，厚度3m以上。为了保证密闭的严密，煤壁和顶、底板的挖槽深度要大于0.3m。密闭两壁用砖（或料石）砌筑，厚度不小于0.4m，两层砖（或料石）墙间要充填黄土，并夯实。瓦斯抽放管插进10m左右。如图4所示。
图4：全封闭采空区密闭瓦斯抽放示意图
3.4 瓦斯抽放方法确定
按照王家岭矿2号煤层瓦斯含量、回采工作面的设计产量、瓦斯涌出量、通风能力以及目前的瓦斯抽放水平，经全面分析计算，王家岭煤矿为达到设计的产量，各回采工作面采取本煤层瓦斯抽放和采空区瓦斯抽放综合瓦斯抽放方法，即利用本煤层钻孔卸压瓦斯抽放方法和采空区埋管或插管瓦斯抽放以及采空区密闭瓦斯抽放方法抽放本煤层、采空区和邻近层瓦斯。
3.5 抽放巷道布置
王家岭矿井采空区瓦斯抽放不增设专门的抽放瓦斯巷道，全部利用工作面已有的开拓开采巷道，利用工作面回风巷布置钻场和采空区埋管或插管及密闭抽放。
3.6 钻场布置和钻孔参数
设计利用工作面回风巷布置钻场，每个综放工作面配备二台ZDY 2300S型钻机，其中一台工作，一台检修、备用。钻杆直径φ63.5mm，钻孔深度350m。
5.结语
5.1瓦斯抽放的必要性
回采工作面的瓦斯涌出量高于通风能力所允许的瓦斯涌出量，单靠通风稀释无法达到设计产量时，瓦斯抽放才是必要的。设计按回采工作面过风38m3/s计算，在不采取抽放瓦斯措施的情况下，回采工作面生产能力仅能达到2.38Mt/a，因此回采工作面抽放瓦斯是必要的。
5.2 瓦斯抽放效果
当矿井生产能力6.0Mt/a时，矿井及两个回采工作面瓦斯总涌出量分别为77.27m3/min及34.38m3/min左右，矿井及两个工作面瓦斯抽放量分别在31.96m3/min及14.60m3/min左右，矿井及回采工作面抽放率分别约在41.4%及42.5%左右。
本次研究设计采用合理风排、瓦斯抽放等方法及相应配套的安全技术措施，通过王家岭煤矿20104综放工作面的应用，取得了良好的经济和社会效益。
【作者简介】
葛维营，男， 1975.7出生，大学，助理工程师，现任山西中煤华晋能源有限责任公司救援中心副总工程师，邮编：043300