一、项目背景
在瓦斯排放浓度高的矿井，当工作面开采煤层群或厚煤层分层开采时，工作面开采过程中、未采分层、煤柱、相邻采空区都会向开采工作面采空区涌出瓦斯，并通过工作面回风隅角涌出经回风流排出。当采空区积存和涌出的瓦斯量较大时，将使工作面回风隅角或回风流瓦斯经常处于超限状态，有时还可能因顶板冒落而引起采空区瓦斯突然大量涌出，对生产构成重大安全隐患。
原有的工作面采空区瓦斯抽放吸气装置，一般采用机械式组合阀门，该装置只能实现当采空区瓦斯抽放吸气口随着工作面的推移依次进入采空区，理论上处于合理抽放位置时开启吸气口阀门，不能完成当吸气口随着工作面的继续推进而进入采空区不合理抽放位置时及时关闭，也未对吸气口的瓦斯、一氧化碳等气体成分进行有效监测，以确定吸气口的最佳抽放位置。
因此，经技术人员分析研究后，通过采空区预埋管路瓦斯抽放，可直接减少工作面的瓦斯涌出量，保障工作面的安全和正常生产。
二、技术改造
1.基本原理
采用机械方式控制采空区瓦斯抽放吸气的开启和闭合，同时将束管监测系统与吸气装置联合布置，束管探头实时监测吸气口气体浓度，实现对工作面采空区瓦斯抽放吸气口附近瓦斯浓度分布情况的测定，根据测定情况判定抽放需要而随时开启和关闭吸气装置。
2.技术目标
（1）当采空区瓦斯抽放吸气口随着工作面的推进，依次进入采空区的不同位置时能够及时、可靠地开启吸气口的阀门，同时当吸气口继续进入采空区不符合抽放要求时能及时关闭吸气阀门，减少对下一吸气口的影响，提高瓦斯抽放的效果。
（2）根据布置在采空区吸气口的束管监测数据分析采空区瓦斯、一氧化碳等气体浓度，确定吸气阀门的最佳位置，达到准确高效抽放。
3.技术特点
采用了瓦斯抽放吸气立管、简易吸气机械控制装置、KSS-200束管监测系统联合设计方案。
采空区瓦斯抽放吸气装置及束管监测系统联合布置设计能够随时监测采空区吸气口瓦斯浓度，确定采空区瓦斯抽放最佳时间。
采空区吸气装置可以根据抽放需要随时打开和关闭。
4.工艺流程
如图1所示，在工作面回风巷铺设DN250聚乙烯瓦斯抽放管，作为采空区瓦斯抽放预埋管路，随着工作面的推进，瓦斯管的一端逐渐埋入采空区，瓦斯管路每隔一定距离设一三通，加装瓦斯抽放立管，及吸气装置简易控制阀，控制阀（如图2-1、2-2所示）通过机械方式控制开启和关闭。同时在吸气口附近的防护套管内敷设一趟单芯束管，用于实时监测采空区吸气口附近区域瓦斯浓度，随着吸气口向采空区的不断埋入，当瓦斯浓度升高，达到抽放要求时，通过敷设在套管内的钢丝绳将吸气装置控制闸阀拉起，打开吸气口；当埋深加大，不符合抽放要求时放松钢丝绳关闭阀门。
三、应用效果
1.应用效果
有效解决了采空区瓦斯抽放范围不合理，瓦斯抽放浓度低，抽放效果差问题；工作面回风隅角为单趟埋管，大大减少了管道工在危险区域作业时间，节约了工时，提高了效率。同时减少了采空区埋管材料消耗量，降低了成本。
2.经济效益
某煤矿综采工作面走向长度一般为2100米，成果使用前工作面采空区采用交替埋管法抽放工艺，工作面共需DN250瓦斯抽放管路3050米，共需费用106.75万元（DN250瓦斯抽放管路单价350元/米）。
采用该成果后，通过对采空区瓦斯吸气装置的改造，采用单埋管法替代采空区交替埋管抽放，节约抽放管1050米，节约资金36.75万元。
四、推广应用前景
采空区瓦斯抽放吸气装置改造及束管监测系统联合布置设计在现场应用后取得了很好效果，有效提高了采空区瓦斯抽放量，防止了工作面瓦斯超限和瓦斯事故的发生，实现了瓦斯零超限目标，保证了工作面安全顺利生产。
该技术可用于工作面回风隅角采空区瓦斯灾害严重，采用通风方法很难解决的综采工作面的瓦斯治理，其推广应用前景良好。
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