[发明专利]沿空留巷工作面采空区瓦斯与自然发火复合灾害治理方法

说明书

一种沿空留巷工作面采空区瓦斯与自然发火复合灾害治理方法，属于煤矿安全领域，可解决目前在高瓦斯矿井自燃（易自燃）煤层进行沿空留巷无煤柱开采时，采空区瓦斯涌出量大、自然发火严重的难题。工作面回采过程中，在采空区一侧施工沿空留巷，实现沿空留巷无煤柱开采；工作面采用Y型通风方式；工作面每向前推进一段距离，在液压支架后构筑采空区高水材料阻断墙，将采空区分隔成若干独立且相对封闭的区域；在沿空留巷内，向采空区每个独立且相对封闭的区域埋设抽采管。Y型通风和埋管抽采相结合的方式，防止工作面与巷道内瓦斯超限；高水材料阻断墙阻断Y型通风与瓦斯抽采引起的采空区漏风，防止采空区自然发火的发生，提高采空区瓦斯抽采效果。

技术领域

本发明属于煤矿安全领域，尤其属于矿井灾害防治技术领域，具体涉及一种沿空留巷工作面采空区瓦斯与自然发火复合灾害治理方法。

背景技术

沿空留巷无煤柱开采技术能够提高矿井的资源回采率、延长矿井的服务年限、减少工作面巷道的掘进量、缓解回采和掘进之间的接替矛盾、缩短工作面的搬家时间，是一种经济有效的矿井采煤方法。沿空留巷无煤柱开采技术已在我国很多条件较好的薄及中厚煤层采煤工作面进行了应用，并取得了良好的效果。但该技术在条件复杂的矿井中使用时存在巨大的安全隐患，具体表现在：沿空留巷无煤柱开采技术条件下，工作面通风方式通常采用Y型和W型两种形式。W型通风易造成上隅角瓦斯积聚，Y型通风能使工作面上隅角的瓦斯有效排出，但采空区漏风量较大，采空区自然发火防治困难。近年我国井工开采煤矿不断向深部转移，煤层瓦斯含量逐渐增大，进行全方位立体抽采可以有效控制回采中瓦斯的涌出，但由于瓦斯抽采造成的煤体及采空区的漏风，大大地增加了煤炭自然发火的可能性，煤炭自然发火引发的煤矿瓦斯燃烧或爆炸等次生灾害的危险程度逐步升级，增大了灾害防治的难度。与此同时，多数矿井存在瓦斯与自然发火灾害并存的现象。在高瓦斯矿井自燃（易自燃）煤层进行沿空留巷无煤柱开采时，常采用Y型通风、增大风量和瓦斯抽采三种方式控制采空区上隅角瓦斯的涌出，但这三种措施均有利于采空区的自然发火。因此，采空区严重的瓦斯与自然发火复合灾害已成为限制沿空留巷无煤柱开采技术推广应用的瓶颈。

发明内容

本发明针对现有高瓦斯矿井自燃（易自燃）煤层进行沿空留巷无煤柱开采时，采空区瓦斯与自然发火复合灾害严重且难以防治的难题，提供一种沿空留巷工作面采空区瓦斯与自然发火复合灾害治理方法。

本发明采用如下技术方案：

一种沿空留巷工作面采空区瓦斯与自然发火复合灾害治理方法，在采空区一侧施工沿空留巷，实现沿空留巷无煤柱开采，在沿空留巷无煤柱开采工作面，采用皮带顺槽和轨道顺槽进风，沿空留巷回风的Y型通风方式；工作面每向前推进一段距离L后，在液压支架后构筑一道采空区高水材料阻断墙，将采空区分隔成若干独立且相对封闭的区域；当工作面推进到两堵高水材料阻断墙的中间位置时，在采空区沿倾向埋设瓦斯抽采管，待相对封闭区域形成后进行采空区埋管瓦斯抽采。

进一步地，所述沿空留巷包括充填沿空留巷或切顶沿空留巷。

进一步地，所述高水材料阻断墙的间隔距离L通过如下方式确定：

L=aVT，其中，V：工作面推进速度，m/天；T：煤层的自然发火期，天；a：安全系数，取值范围为0.7~0.9。

进一步地，所述埋设的瓦斯抽采管延伸到沿空留巷内，并在沿空留巷内并入采空区瓦斯抽采总管路，埋设的瓦斯抽采管沿程布满若干开孔，开孔的孔径随着距沿空留巷的距离的增大而增大。

进一步地，充填沿空留巷的无煤柱开采，工作面回采时，随着工作面的推进，采用沿空留巷充填技术浇筑高水材料充填墙，高水材料充填墙的构筑距离紧随工作面推进距离。