1 工作面概況
1.1 地質及開採技術條件
漳村煤礦是一座生產能力為300萬t/a的現代化礦井，礦井開採二疊統山西組下部的3#煤層，煤層賦存穩定，結構簡單，為一單斜構造，煤層厚度為6.30~7.0 m。
煤層傾角0?~18?，大部分地段<8?。
煤層埋藏深度為136~300 m。
礦井屬於低瓦斯礦井，瓦斯相對湧出量3 m3/t，絕對湧出量12 m3/min。煤層無自然發火現象。煤塵具有**性，**指數20.
41%。礦井水文地質條件比較簡單，主要水源來自頂板含水層，富水性較弱，工作面正常湧水量30~60 m3/h。
工作面傾斜長1 500 m左右，走向長200 m左右，工作面回採率93%，全部採用綜採放頂煤一次採全高。頂板管理方法是全部垮落法。工作面運輸巷和回風巷均採用錨網支護，運輸巷斷面4.
2 m×3.2 m，回風巷斷面3.6 m×3.
3 m。
1.2 主要裝備和回採工藝流程
工作面的主要裝置配套為：mgty250/600-1.1d型採煤機、zzp4800-17/33型低位放頂煤液壓支架，前部運輸機為sgz764/630型，後部運輸機為sgz830/800型。
工作面回採工藝流程：機組割煤→跟機移架→放煤/推前溜→清浮煤。
工作面採用順序單輪逐架放煤法，一刀一放，放煤步距0.8 m。工作面作業方式"三八制"，兩班生產，一班檢修。
1.3 工作面通風方式及配風量
最初工作面通風方式為u型，工作面上隅角和採空區瓦斯經常嚴重超限，威脅工作面正常生產。後來工作面通風方式改用w型，上隅角區域性瓦斯聚積地點採用無火花型鋁合金水力區域性通風機。工作面配風量按《潞安環保能源股份****"一通三防"管理規定》，經計算不小於800 m3/min。
2 u型通風方式綜放工作面瓦斯分布特徵
u型通風方式，即由一條進風巷，一條回風巷和工作面構成。開採過程中，上隅角、工作面靠近回風道較長一段及工作面附近的採空區經常性瓦斯嚴重超限，工作面無法進行正常生產。
漳村礦曾對綜放工作面瓦斯分布特徵作過詳細觀測，在正常回採時工作面瓦斯沿工作面方向在不同高度上，濃度是有一些差別的，距底板越高瓦斯濃度越偏高，工作面上隅角瓦斯最高濃度為5.5%，沿工作面方向距回風巷30~40 m大範圍瓦斯超限，工作面附近的採空區瓦斯也大落圍超限。
圖1為u型通風工作面及其附近採空區橫向瓦斯濃度分布的實測結果（距底板3.0 m高）。由圖1可以看出，工作面靠近採空區側瓦斯濃度明顯高於煤壁側。
採空區的瓦斯聚積是造成工作面瓦斯聚積的根源。
圖2為工作面上隅角與回風巷瓦斯濃度統計關係曲線，由圖2可以看出，上隅角瓦斯濃度明顯高於回風巷，當回風巷瓦斯濃度為0.7%時，上隅角瓦斯即達到超限濃度1.0%，根據回風巷風量可以計算出工作面瓦斯絕對湧出量q=800×0.
7%=5.6 m3/min。
圖1 工作面及採空區橫向瓦斯分布情況
圖2 工作面上隅角瓦斯與回風巷瓦斯濃度關係曲線
由此可以得出這種u型通風方式適合瓦斯絕對湧出量<5.6 m3/min的煤層條件，而漳村煤礦綜放工作面在正常回採時瓦斯絕對湧出量為12 m3/min（相對湧出理3 m3/t），說明u型通風方式不適合現有的回採工藝及開採強度的要求。
3 影響瓦斯濃度短時增高的其它因素
工作面瓦斯絕對湧出量與回採工藝、開採強度密切相關，影響綜放工作面瓦斯濃度短時增高有以下因素：
（1）一般情況下，工作面初次來壓和週期來壓時，由於老頂大面積冒落，把採空區瓦斯短時擠入工作面；
（2）放煤口超過3個時（"作業規程"規定2個），瓦斯濃度明顯增大，所以要嚴格按作業規程操作；
（3）工作麵片幫、冒頂時也會導致工作面瓦斯濃度短時增高；
（4）割煤速度突然增大，會導致採煤機附近瓦斯濃度增大甚至超限，所以要嚴格按"作業規程"操作。
4 結合治理技術措施
4.1 變u型通風方式為w型通風方式
根據以上的觀測結果，經技術經濟分析論證，選擇在工作面靠近回風巷側沿頂板開設1條排放瓦斯巷方案。把工作面通風方式變為w型。瓦斯巷斷面2.
8 m×3.2 m，錨網支護。瓦斯巷供風量≥200 m3/min，瓦斯巷瓦斯濃度控制在2.
5%以下。通過實測（關閉水力風機測量），工作面上風巷瓦斯聚積範圍明顯變小，由原來的30~40 m變為8 m以內，而且瓦斯濃度下降了3.5%，說明瓦斯巷作用是明顯的。
4.2 上隅角增設強力抽排裝置
經調研得知，能夠抽排高濃度瓦斯的裝置有2種，一種是"無火花型"鋁合金水力區域性通風機，另一種是水力引射器。用水力引射器抽排上隅角瓦斯，因其風量和風壓較小，使上隅角瓦斯濃度時有超限現象。後來改用"無火花型"鋁合金水區域性通風機抽排上隅角瓦斯，效果良好，基本杜絕了上隅角瓦斯超限現象。
4.2.1 水力區域性通風機的工作原理及結構形式
水力部通風機驅動採用水輪機原理，即壓力水通過噴嘴、沿著切線方向射向水輪機的水斗上，使水輪盤旋轉並帶動同軸另一端的軸流式葉輪旋轉，並產生負壓，形成風流。
水力區域性通風機的結構很簡單，就是將電動區域性通風機的電機去掉，改裝成水輪機驅動，即在同一轉軸上，一端安裝水輪盤，另一端裝有高效率葉輪。主軸、水輪盤及水鬥是採用合金鋼材料製造，葉輪和外殼採用無火化鋁合金材料製造。其結構形詳見圖3。
圖3 水力區域性通風機結構原理圖
4.2.2 水力區域性通風機的技術行引數
水力區域性通風機的技術引數見表1。
表1 水力區域性通風機技術引數
4.2.3 水力區域性通風機的安裝和使用
水力區域性通風機即可接正壓風筒，也可接負壓風筒，現場可根據實際情況連線，水力區域性通風機在漳村煤礦綜放工作面安裝方式如圖4所示。風機的吸風口放置在上隅角瓦斯濃度最高的地點，出風口設定在超前支護範圍之前，要求出風口周圍風流通暢，無電氣裝置，出口周圍1.5 m範圍設定警戒。
圖4 水力區域性通風機抽排綜放工作面上隅角瓦斯
水力區域性通風機使用過程中經實測，風筒內瓦斯濃度為2%~5%。風機是由鋁合金製造，重量輕，隨工作面前進，移動方便。
5 結論
（1）工作面u型通風方式適合瓦斯絕對湧出量<5.6 m3/min的煤層條件。而漳村煤礦綜放工作面在正常回採時瓦斯絕對湧出量12 m3/min，因此u型通風方式不適合現有的回採工藝及開採強度。
（2）工作面改w型通風方式，適合漳村煤礦綜放工作面開採。
（3）水力區域性通風機適合用於漳村煤礦綜放工作面抽排上隅角高濃度瓦斯。
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