堵排結(jié)合防治采空區(qū)瓦斯經(jīng)驗談

王春光

摘要：本文針對霍洛灣煤礦的采空區(qū)瓦斯情況的特點進行分析，歸納了采空區(qū)瓦斯的主要來源。在此基礎(chǔ)上，筆者通過總結(jié)自身多年的實踐經(jīng)驗，分析、總結(jié)了堵排結(jié)合防治采空區(qū)瓦斯的相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：采空區(qū)；瓦斯；防治；堵排結(jié)合

前言

隨著我國煤礦采深的逐步增大，采空區(qū)瓦斯涌出量也呈現(xiàn)出逐步增大的趨勢。尤其是近幾年來，礦井集中化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，使一礦一面、一礦二面得到了廣泛應(yīng)用，礦井的生產(chǎn)效率大幅度提高?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動了瓦斯綜采生產(chǎn)技術(shù)，同時也由于綜采面開采強度的加大造成采空區(qū)瓦斯的涌出量不斷增大。采空區(qū)瓦斯涌出的情況會對生產(chǎn)情況和工作人員的人身安全造成影響，因此必須將封堵和排放兩種方法相結(jié)合，降低工作面的瓦斯?jié)舛?，以保證安全生產(chǎn)。

一、采空區(qū)瓦斯涌出的特點

筆者研究對霍洛灣煤礦3個綜采面采空區(qū)的瓦斯涌出監(jiān)測情況進行研究，發(fā)現(xiàn)采空區(qū)瓦斯涌出的幾個特點：其一，在通常情況下，工作面氣壓和采空區(qū)氣壓基本保持平衡，采空區(qū)漏風(fēng)時可以從上隅角將瓦斯帶出，瓦斯的涌出量約占據(jù)工作面瓦斯涌出總量的五分之二，此時要降低采空區(qū)瓦斯的涌出量只需將漏風(fēng)情況加以控制；其二，在工作面推進60-120m時，基本頂已經(jīng)初次垮落了一段時間，采空區(qū)瓦斯的涌出量將會大幅度增加，甚至比正常情況多出2倍以上，其絕對量在4-8m?/min，這時采空區(qū)瓦斯的涌出量最高可占工作面瓦斯涌出總量的五分之四以上。由于此時工作面氣壓低于采空區(qū)氣壓，大部分采空區(qū)瓦斯會因為壓差向外涌出，再控制漏風(fēng)情況就已經(jīng)不能降低采空區(qū)瓦斯的涌出量了，進而會出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅安全生產(chǎn)。

二、采空區(qū)瓦斯的主要來源

煤層在開采之前，原始的煤層、圍巖和瓦斯流體組成均衡系統(tǒng)。在煤層進行開采之后，隨著工作面的不斷推進，工作面頂板不斷垮落，形成采空區(qū)。而采空區(qū)上方的煤層及巖層出現(xiàn)變形、下沉或斷裂等情況，形成了裂隙、裂紋等，進而改變了瓦斯原有的流動狀態(tài)，此時瓦斯會從煤層和圍巖中的空隙穿過，向采空區(qū)和工作面流動，甚至大量涌出。

霍洛灣煤礦采空區(qū)的圍巖、遺落的煤炭和上下鄰近層的瓦斯涌出都是采空區(qū)瓦斯的來源。在正常情況下，采空區(qū)周邊的煤層和遺落的煤炭是采空區(qū)瓦斯的主要來源，而上下鄰近層的瓦斯涌出量較少，相對而言，鄰近層瓦斯對采空區(qū)瓦斯涌出量的影響較小。并且，鄰近層的壓力低，工作面氣壓和采空區(qū)氣壓基本能保持平衡。如果采用全部垮落法對頂板加以控制，那么在基本頂初次垮落之后，頂板會遭受較大損壞，與較遠的上鄰近層之間形成通道，此時上鄰近層所含的瓦斯經(jīng)過卸壓，會通過這個通道大量涌進采空區(qū)，從而迅速增加采空區(qū)瓦斯涌出量。隨著工作的不斷深入，鄰近層的瓦斯通道受到阻力影響，氣壓逐漸降低，采空區(qū)瓦斯的涌出量逐漸減少，此時周期來壓對頂板造成的破壞遠遠低于初次來壓，不能再次形成通道，以致采空區(qū)瓦斯的涌出量在持續(xù)一段時間的高水平涌出之后會逐漸下降，直到恢復(fù)正常水平。因此，霍洛灣采空區(qū)瓦斯涌出量經(jīng)常出現(xiàn)工作面在推進60-120m期間大幅度增加的現(xiàn)象。

三、防治采空區(qū)瓦斯的相應(yīng)措施

（一）封堵采空區(qū)瓦斯

通常情況下，瓦斯的涌出量與采空區(qū)的漏風(fēng)程度是息息相關(guān)的，不但導(dǎo)致采空區(qū)瓦斯涌出量增大，使得其在瓦斯總量中占有很大的比重，而且還會造成工作面上隅角瓦斯?jié)舛炔粩嗌撸猩跽?，超出相關(guān)要求。由此可見，通過控制采空區(qū)漏風(fēng)情況來減少瓦斯涌出量是具有可行性的。其具體操作步驟應(yīng)包括以下幾點內(nèi)容：

1、在工作面的下隅角處設(shè)置擋風(fēng)障，避免新鮮風(fēng)流流入礦區(qū)采空區(qū)；

2、應(yīng)在工作面上隅角設(shè)置煤袋墻，完全隔開工作區(qū)和采空區(qū)，將瓦斯涌出通道封堵；

3、應(yīng)盡量保持工作面氣壓與采空區(qū)氣壓處于平衡狀態(tài)，將瓦斯堵在礦區(qū)采空區(qū)域。

該方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用到許多礦區(qū)工作面中，使瓦斯涌出量減少了二分之一。

（二）采空區(qū)瓦斯的排放

在工作面推行大約63米后，采空區(qū)的瓦斯涌出量逐漸增加，雖然采取了封堵措施積極應(yīng)對，但在氣壓差的作用下，高濃度的瓦斯經(jīng)由頂板裂隙與支架間隙大量涌出，導(dǎo)致瓦斯?jié)舛瘸^相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，給工作人員帶來了安全隱患。因此，工作人員應(yīng)采用排放法來控制瓦斯含量，定期將采空區(qū)的瓦斯排除，有效降低瓦斯?jié)舛?，有效保證礦區(qū)工作的正常進行。具體操作步驟有以下幾點：

1、應(yīng)先解除封堵措施，在工作面機頭設(shè)置擋風(fēng)障，在機尾上隅角處設(shè)置導(dǎo)風(fēng)帳，使風(fēng)流經(jīng)由采空區(qū)，排除瓦斯；

2、應(yīng)充分利用風(fēng)障的作用，掌握采空區(qū)和工作面風(fēng)流的比例，有效控制瓦斯?jié)舛龋?/p>

3、完成排放工作后，應(yīng)恢復(fù)封堵措施，確保作業(yè)期間采空區(qū)瓦斯含量最低。

（三）采空區(qū)瓦斯的抽排

在霍洛灣煤礦的綜采工作面，瓦斯由上隅角涌出，直接進入工作面回風(fēng)流，導(dǎo)致風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔粩嘣黾樱３Ｌ幱谂R界狀態(tài)，這就給礦區(qū)的安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的影響。因此，應(yīng)在回風(fēng)巷中，距離工作面約40m處配備抽出式風(fēng)機，利用正負壓風(fēng)筒的作用，及時排除上隅角瓦斯。這一方式應(yīng)確保抽出式風(fēng)機風(fēng)量在200m?/min，有效避免過高的瓦斯?jié)舛冉o礦區(qū)的安全生產(chǎn)帶來影響。在通常情況下，抽風(fēng)口距離上隅角煤袋墻約1m位置，如果采空區(qū)的瓦斯?jié)舛鹊陀?%，則將抽風(fēng)口放入煤袋墻內(nèi)，在外界環(huán)境許可的條件下，可持續(xù)抽取瓦斯，實現(xiàn)采空區(qū)瓦斯含量的降低。

結(jié)束語

綜上所述，在霍洛灣煤礦采空區(qū)涌出大量瓦斯的情況下，將封堵和排放有效結(jié)合起來，實現(xiàn)了瓦斯?jié)舛鹊拇蟠蠼档?，有效保證了礦區(qū)的安全有序生產(chǎn)。但就目前的防治方法來看，還存在或多或少的問題，迫切需要相關(guān)工作人員和技術(shù)人員加大對其的重視，不斷總結(jié)和完善，以尋求更具實用性的應(yīng)對措施，有效保障礦區(qū)工作人員的生命安全。筆者希望更多專業(yè)人士投身到該課題的研究中，針對文中的不足之處，提出指正建議，為推動我國煤炭工業(yè)的發(fā)展做出重要貢獻。

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