阳煤四矿是一个开采百年的老矿，是阳煤集团开采时间最长的矿井。15^#煤层属易自燃煤层，发火期一般在6-12个月，在过去的正常生产中，几乎都出现过自燃发火的征兆。阳煤四矿由于开采时间久，矿井资源已枯竭，现已进入回收残采阶段。为了保障残采工作面生产的安全，有必要对回收残采工作面的瓦斯涌出、CO气体涌出规律及通风系统调整时对回收矿井压力变化情况进行研究，通过研究，为残采工作面解决瓦斯问题和防止自然发火提供理论依据。

1 、周边小煤窑对回收矿井残采工作面的危害性。

矿井周围的小窑遍布，多时达30多个，在矿井正常作业期间就多次发生过越界、瓦斯涌出及自然发火等影响。矿井现进入回收残采阶段，多在大巷煤柱和已采区之间的煤柱进行回收作业，由于周围的已采区空巷较多，且许多空巷与小煤窑的巷道连通，使目前矿井的回收工作受到了很大影响，主要表现在：瓦斯、CO气体涌出的不确定性、自然发火和瓦斯爆炸的危险等方面。

1990年3月，由于西河小窑的自燃，导致四矿东井出现明火和一氧化碳气体。东井是矿井的主运输大巷，作为矿井的一个进风井，给全矿的安全生产造成极大的隐患。由于火区周围都为采空区，所以未能彻底处理火灾的影响，到现在东井时有高温出现，仍是矿井的一大隐患。

2 、残采工作面的瓦斯涌出规律

生产矿井进入后期开采时，老空区的瓦斯涌出大于初、中期时的瓦斯涌出。由于阳煤四矿开采年限长，已采区、老空区较多，而且周边紧邻前庄、石卜咀、立新功等小窑，有些老空区已与这些周边小窑的采空区连通。所以，当矿井进入残采阶段时，工作面的瓦斯涌出大部分来源于采空区，本煤层、邻近层瓦斯涌出只占一小部分。

2003年10月，四矿进入残采回收阶段，以炭窑沟π放面为例，来研究残采工作面的瓦斯涌出规律。

炭窑沟π放面在推进到10m时，回风落山角瓦斯浓度为0.5%，回风瓦斯浓度为0.3%，涌出量0.96m³/min；当工作面推进15m时，回风落山角瓦斯浓度为1.0%，进风顺槽中部顶板也发现出瓦斯，浓度为0.8%，进风上隅角处也发现出瓦斯，浓度为0.5%，并有少量的一氧化碳涌出，回风瓦斯浓度达0.8%，涌出量达2.56 m³/min。发现异常情况后，经研究这是由于工作面的采动影响，煤体不断破碎，工作面的进风顺槽和工作面的采空区与周边的老空区产生大量的裂隙，赋存于其中的瓦斯不同程度地沿裂隙涌出。瓦斯涌出时大时小，时有时无，成不规律涌出，经研究采取喷浆方法处理，工作面继续推进到50m后,工作面进风顺槽和进风上隅角不再出瓦斯，回风落山角瓦斯浓度降为0.5%，回风瓦斯降为0.2%，涌出量为0.64 m³/min。

通过对炭窑沟π放面观察发现，由于被周围许多小窑的老空区包围着，使矿井的瓦斯和一氧化碳涌出具有很大的不稳定和不确定性，加大了对矿井的危害和影响。矿井瓦斯涌出量采掘工作面占20%，老空区占了80%。

根据对2004--2005年的矿井瓦斯资料分析得采掘及采空区瓦斯涌出比率见表1。

表1 矿井瓦斯来源分析

矿井

全公司

采掘瓦斯量

老空区及其它瓦斯涌出量

m³/min

占有比率%

m³/min

占有比率%

四矿一井

11.96

2.36

19.73

9.6

80.27

从上表可以看出，四矿的瓦斯来源主要是老空区的涌出，占了全矿的80%以上。

3 、残采工作面CO涌出规律及火区变化规律

残采工作面CO的涌出规律与残采工作面瓦斯涌出规律有相同之处，随着开采后期采空区的增大，采空区范围的扩大和受氧面积的扩大，以及矿井内老火区等因素的影响，且随着残采回收工作面在掘进与回采过程中频繁地与连通已采区的旧巷贯通，定会引起采空区及老火区内的变化，使CO呈现出不间断并且逐渐增大的涌出。

4 、残采工作面通风安全保障技术研究

2004年2月10日，由于前庄小窑发生自燃发火事故其产生的CO气体通过越界连通巷道向我矿南下山地区大量涌入，直接影响全矿的生产系统，迫使矿井停产。为了尽快恢复生产，抑制CO的涌入，我们先后采取了局部反风、水封等多种措施，但总是堵了这边，那边又出来，不能根本上控制。经过认真的分析和研究，认为：不论采取哪种方法，只堵不是解决问题的最好办法，而应在治理的同时，还应进行合理的疏导，使CO气体有一个合理的流向，并保持其系统的稳定才是最佳的方案。

为此，我们重新制定了“局部调压加合理的通风系统疏导”的处理方案。首先提高CO泄出点范围的压力，利用增高的压力克服矿井一部分压力。为此，在南下山正、付巷（18采区回风）一横贯以南各做一道风卡，然后将做为18区进风的8181皮带巷口做了3道风门，并将连通西二进风大巷和8181皮带巷之间的横贯打透，安设一台2×45kw的局扇。利用局扇开启产生的压力，将所控范围内的压力升高，使这一地区的压力与前庄小窑的压力基本平衡，抑制CO气体大面积涌出。局扇开启后，经过测压，整个工作面地区的压力升高了20mmH₂O。其次是在CO涌出较大的地方开通一个CO气体的排放渠道，在8181回风侧的一处上层空巷（CO较大的地点）处前后15米套棚加固，中间填实黄土，完工后将此30米范围全部进行喷浆。在该工程施工时，提前将一趟ф266

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