礦井復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域瓦斯綜合治理技術(shù)實(shí)踐研究

裴佰林

畢節(jié)市煤礦勘測(cè)設(shè)計(jì)院 貴州畢節(jié) 551700

在工作面瓦斯治理工作中，工作人員需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件采取不同的處理方法。復(fù)雜地質(zhì)條件下，不同的區(qū)段地質(zhì)明顯不同，同時(shí)瓦斯突出情況也存在著十分明顯的差異。對(duì)此，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)瓦斯突出情況，采取科學(xué)有效的治理措施，有效控制采礦作業(yè)中煤與瓦斯突出的問題，進(jìn)而確保礦井采掘作業(yè)的安全性和可靠性。

1 復(fù)雜地質(zhì)工作面礦井概況

某工作面建井時(shí)間較長(zhǎng)，工作面地處復(fù)雜地質(zhì)區(qū)，該工作面位于煤層分叉位置，夾砰分布無規(guī)律可循，工作面煤層厚度變化明顯。作業(yè)點(diǎn)中的上分層原煤瓦斯含量與下層原煤瓦斯含量較高，且煤層的透氣性不佳，瓦斯抽放難度相對(duì)較大，綜合治理工作需要面臨諸多的風(fēng)險(xiǎn)。相似復(fù)雜地質(zhì)瓦斯綜合治理中，可結(jié)合實(shí)際選擇松動(dòng)爆破和淺孔抽放技術(shù)等措施，以達(dá)到治理的預(yù)期目標(biāo)[1]。

2 煤礦開采過程中瓦斯帶來的危害

2.1 瓦斯爆炸

在煤礦挖采中，只要礦井中出現(xiàn)了明火，而瓦斯的濃度達(dá)到一定程度之后，就會(huì)發(fā)生爆炸。一般來說，如果礦井瓦斯的濃度已經(jīng)達(dá)到了15%左右，那么發(fā)生瓦斯爆炸的可能性較大。而反過來說，如果礦井內(nèi)瓦斯的濃度小于5%，或者多出了20%的氣體濃度，因礦井內(nèi)缺乏氧氣的關(guān)系就不會(huì)出現(xiàn)瓦斯爆炸，但卻很有可能導(dǎo)致礦井火災(zāi)的發(fā)生。

2.2 瓦斯燃燒

在煤礦工作開展時(shí)，煤層中的瓦斯含量持上升狀態(tài)。因?yàn)槊旱V開采的越深，瓦斯氣體聚集的程度就會(huì)不斷擴(kuò)大，進(jìn)而不斷散發(fā)出來。如果煤礦當(dāng)中的通風(fēng)系統(tǒng)不夠好，在開采過程中，只要有那么一點(diǎn)點(diǎn)的明火出現(xiàn)，就會(huì)造成瓦斯爆炸事故。這對(duì)煤礦開采工作的安全性起到很大考驗(yàn)。只要發(fā)生對(duì)工作人員就會(huì)造成無法預(yù)想的傷害。

2.3 瓦斯窒息危害

煤礦開采過程中，瓦斯氣體的產(chǎn)生不足為奇。但如果沒有將瓦斯氣體進(jìn)行通風(fēng)排放，那么當(dāng)它聚集到一定程度后，就會(huì)形成危險(xiǎn)。對(duì)于在煤礦開采深處的工作人員來說，這是致命的危險(xiǎn)元素。假如煤礦開采區(qū)的排風(fēng)系統(tǒng)不夠完善，無法將大量氣體進(jìn)行空氣稀釋，或者將其安全排出，瓦斯氣體會(huì)一直存在煤層上部，隨著煤礦開采的進(jìn)度而不斷積累，達(dá)到一定濃度后，煤礦開采人員就會(huì)感到窒息，甚至?xí)猩ｋU(xiǎn)。

3 礦井復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域瓦斯綜合治理技術(shù)

3.1 穿層鉆孔技術(shù)及淺孔抽放

在應(yīng)用工作面下分層穿層技術(shù)的過程中，需充分結(jié)合工程的地質(zhì)鉆探概況在作業(yè)面的上下巷完成區(qū)段設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)際采取有效的鉆孔措施，在處理中必須嚴(yán)格按照“兩堵一注”的原則，加強(qiáng)鉆孔的準(zhǔn)確性和安全性。鉆孔開孔位置與底板之間要保持0-1m的間距，每組鉆孔間距及孔徑需滿足作業(yè)的要求，規(guī)定鉆孔間距為3-4．2m，孔徑為94mm。在作業(yè)時(shí)，只有作業(yè)人員嚴(yán)格按照規(guī)范要求完成下分層鉆孔作業(yè)，方可有效控制下分層作業(yè)瓦斯突出問題，且采用淺孔抽放和下分層穿層鉆孔技術(shù)，加大瓦斯突出的控制力度。淺孔鉆孔施工中，應(yīng)設(shè)置兩排孔，規(guī)定單排鉆36 孔，淺鉆孔位置與工作面上下安全扣之間的距離在15m 以上，上排鉆孔與作業(yè)面煤壁保持垂直關(guān)系，下排孔可結(jié)合煤層的厚度調(diào)整其傾角，傾角調(diào)整范圍不得超過-30°。上下排孔之間的深度要在15mm 以上，上下兩排淺孔間距為1．5m，開孔位置與底板的間距為1．2-1．6m。復(fù)雜地質(zhì)下，分層作業(yè)面采用的瓦斯防突技術(shù)與上層所采用的技術(shù)存在一定的差異，只有合理應(yīng)用綜合性技術(shù)，方可有效改善復(fù)雜地質(zhì)工作面上下分層中瓦斯突出問題，進(jìn)而防控瓦斯突出安全事故[2]。

3.2 加強(qiáng)局部通風(fēng)管理

在煤礦深部進(jìn)行開采時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)的安裝和運(yùn)用是防止事故發(fā)生的最重要的設(shè)備。它們可以提高通風(fēng)的效率，預(yù)防瓦斯氣體的積聚。而在真正使用局部通風(fēng)機(jī)時(shí)需要配合風(fēng)電設(shè)備、瓦斯電閉鎖設(shè)備等多種機(jī)器使用，同時(shí)，要安排專業(yè)人手對(duì)正在使用的局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理。對(duì)其他工作人員，要說明不準(zhǔn)隨意進(jìn)行操作設(shè)備，避免出現(xiàn)因不懂設(shè)備而造成危害的現(xiàn)象。煤礦開采過程中要對(duì)所用設(shè)備進(jìn)行多次的檢驗(yàn)，做到實(shí)時(shí)切換，保證兩臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)可以配合使用，也為通風(fēng)工作的安排提供了安全有效性。如果在對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和故障測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的不安全性，要立刻組織工作人員安全撤離，同時(shí)要切斷電源，做出相對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施。

3.3 高位裂隙鉆孔抽放鉆孔設(shè)計(jì)

煤層開采過程中，受開采活動(dòng)的影響，會(huì)在沿采空區(qū)豎直方向自下而上，形成垮落帶、斷裂帶和彎曲下沉帶。煤層開采后，巷道圍巖破碎變形，三帶下沉，部分覆巖的裂隙與離層明顯增大，加快積聚與裂隙與離層的游離瓦斯擴(kuò)散、流動(dòng)速度。其中，導(dǎo)氣裂隙是瓦斯進(jìn)入工作面的主要通道，其最大發(fā)育高度和密度與采高和圍巖性質(zhì)有著密切關(guān)系。當(dāng)采空區(qū)面積達(dá)到一定范圍時(shí)，煤巖體中導(dǎo)氣裂隙會(huì)呈現(xiàn)出“O”型圈分布特征，在工作面正?；夭蓵r(shí)，是卸壓工作面瓦斯向采空區(qū)流動(dòng)擴(kuò)散的主要通道。

4 結(jié)語

復(fù)雜地質(zhì)條件下，工作面煤與瓦斯突出問題尤為明顯，其直接影響了采礦作業(yè)的穩(wěn)定性和安全性，甚至造成嚴(yán)重的人員傷亡。為了有效規(guī)避以上問題，工作人員務(wù)必采取有效措施，治理工作面煤與瓦斯突出問題，結(jié)合實(shí)際，科學(xué)應(yīng)用治理技術(shù)，以此加強(qiáng)治理工作的整體效果[3]。