礦井采煤工作面隅角瓦斯防治探析

劉康 李鵬飛 周遠(yuǎn)

【摘要】在煤礦開(kāi)采生產(chǎn)工程中，采煤工作面上隅角極易形成瓦斯集聚，并對(duì)礦井生產(chǎn)造成安全隱患。本文分析了瓦斯礦井中上隅角瓦斯管理情況，并說(shuō)明了實(shí)踐中使用的處理措施，然后闡述了選用防治措施過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】煤礦 工作面 瓦斯 上隅角 防治

近年來(lái)，煤礦為實(shí)現(xiàn)自身的不斷發(fā)展，紛紛著手實(shí)施產(chǎn)能升級(jí)，有些煤礦在實(shí)踐中引入了綜合機(jī)械化設(shè)備。雖然使生產(chǎn)能力與裝備水平明顯改善，還使得綜采工作面上隅角瓦斯防治工作面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。所以，本文探討了綜采工作面上隅角瓦斯綜合治理與防治問(wèn)題，希望能夠?yàn)轭愃泼旱V提供參考依據(jù)。

一、綜采工作面瓦斯管理狀況

當(dāng)前，有些礦井并未在上隅角安裝相應(yīng)的瓦斯傳感器，也有的還未懸掛相關(guān)便攜儀，一般情況下，傳感器安裝在通風(fēng)狀況良好的位置，防止瓦斯聚集而發(fā)生報(bào)警，部分礦井在傳感器周圍配置吹風(fēng)裝置來(lái)將此處的瓦斯吹散。比如，某礦在2#煤層開(kāi)采過(guò)程中，井下相對(duì)與絕對(duì)瓦斯涌出量分別是9.34與25.57m3/min。施工的時(shí)候，綜采工作面上隅角瓦斯含量相對(duì)偏高，通過(guò)井下移動(dòng)泵站來(lái)抽放以后，無(wú)法滿足安全需求，因此新添地面瓦斯泵站，其通過(guò)兩臺(tái)抽放泵（300與500m3/min）運(yùn)行后，工作面風(fēng)排瓦斯依然在5m3/min以上。然后通過(guò)兩臺(tái)500m3/min抽放泵來(lái)進(jìn)行抽放，且還啟動(dòng)了井下的泵站。在回風(fēng)順槽安裝了一趟抽放管（300毫米），一直到上隅角為止，通過(guò)珍珠巖袋對(duì)其實(shí)施雙層直角封閉，且減少了工作面配風(fēng)量。選擇上述方法以后，回風(fēng)流中瓦斯含量下降，變成0.30%。盡管治理工作取得實(shí)效，但現(xiàn)階段的瓦斯治理工作依舊存在忙于生產(chǎn)、措施不力等諸多問(wèn)題，在今后亟需加強(qiáng)。

二、上隅角瓦斯超限根由與防治措施

（一）超限根由

第一，開(kāi)采技術(shù)。這屬于超限的關(guān)鍵根由之一。采深愈大、強(qiáng)度越大、瓦斯涌出則越大，超限的可能性越高。第二，瓦斯涌出量。采空區(qū)密閉質(zhì)量決定著上隅角瓦斯?jié)舛雀叩汀５谌?，采空區(qū)懸頂和垮落。若懸頂面積相對(duì)較大，同時(shí)無(wú)法盡快充分冒落與垮落，一旦突然垮塌，肯定會(huì)有大量瓦斯涌出，于是聚集在上隅角區(qū)域。第四，通風(fēng)方式。實(shí)踐中應(yīng)用“U”型通風(fēng)，這樣很難將上隅角瓦斯吹散，導(dǎo)致積聚現(xiàn)象。有些煤礦在回風(fēng)巷引入吹散或抽排方法以后，一般可以達(dá)到瓦斯治理的需要。第五，管理觀念。忽視這方面的工作。關(guān)于治理問(wèn)題，一些煤礦的領(lǐng)導(dǎo)感覺(jué)上隅角瓦斯超限不會(huì)引起嚴(yán)重問(wèn)題，認(rèn)為選擇許多低成本的方法，就可以處理好這個(gè)問(wèn)題。

（二）防治方法

防治方法：第一，安裝上隅角擋風(fēng)簾。將采面上隅角處兩面壓差提高，將這個(gè)地方的渦流現(xiàn)象解決，這個(gè)措施可以迅速把該區(qū)域的甲烷濃度減小至1%之下。該措施基本上適用那些瓦斯相對(duì)較低，且一般不超限的情況。第二，提高回采工作面風(fēng)量。如果風(fēng)量增加太大，此時(shí)流入采空區(qū)的風(fēng)量同樣會(huì)提高，這樣會(huì)把采空區(qū)中大量瓦斯帶出。并且將導(dǎo)致：相鄰工作面的供風(fēng)量減小、對(duì)煤礦通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面作用，粉塵含量提高、工作環(huán)境變壞等一系列間題。所以，并行合理配風(fēng)，禁止沒(méi)有目的地提高風(fēng)量。第三，置采空區(qū)風(fēng)嶂，即從采空區(qū)一邊，順著切頂線在安全出口至上隅角這個(gè)區(qū)段安裝上風(fēng)嶂，以此降低進(jìn)入采空區(qū)的風(fēng)量，降低瓦斯涌出量，防止發(fā)生超限問(wèn)題。第四，配備采空區(qū)擋墻（沙袋、珍珠巖袋）。設(shè)置于工作面上、下隅角，以降低漏風(fēng)，為確保其嚴(yán)密性，需要在表明噴上新型密封材料。這種方法在回采工作面上隅角瓦斯?jié)舛扰c速度相對(duì)較小的時(shí)候比較適用。第五，工作面中設(shè)置局部通風(fēng)機(jī)，通過(guò)膠質(zhì)風(fēng)筒把風(fēng)引至回風(fēng)上隅角，以此來(lái)對(duì)上隅角瓦斯進(jìn)行稀釋，使其減小至合理范圍之內(nèi)，該通風(fēng)機(jī)同樣需要與工作面一同推移。因此該措施同樣具有一定的局限性。第六，安裝專門(mén)的抽排風(fēng)機(jī)。

常見(jiàn)技術(shù)包括以下幾種：第一，引入脈動(dòng)通風(fēng)技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)，也就是在正常通風(fēng)中引入脈動(dòng)風(fēng)流，以此來(lái)提高紊流擴(kuò)散系數(shù)，從而來(lái)提升驅(qū)散瓦斯的能力。第二，配置自動(dòng)排放裝置（GDS-1型），具體來(lái)說(shuō)，順著回風(fēng)巷安裝剛性風(fēng)筒一趟，其前方鋪抽放花管1根，大約為15-20米長(zhǎng)，抽放主要通過(guò)低負(fù)壓來(lái)進(jìn)行，此管連著回風(fēng)系統(tǒng)的剛性風(fēng)筒，于是會(huì)在隅角位置產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，推動(dòng)此區(qū)域的瓦斯流向抽放管子，一直到回風(fēng)巷。

三、安全防治過(guò)程中需要注意以下事項(xiàng)

（一）五項(xiàng)措施落實(shí)狀況

瓦斯治理過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)下面五項(xiàng)措施的落實(shí)狀況進(jìn)行檢查，同時(shí)，敦促各煤礦嚴(yán)格落實(shí)。第一，在鞏固巷道支護(hù)的基礎(chǔ)上，預(yù)先把快要采完的回風(fēng)巷道錨桿退錨，保證采空巷道迅速冒落，降低上隅角瓦斯空間。第二，切實(shí)強(qiáng)化頂板管理，防止其懸頂范圍太大，大面積冒落將形成颶風(fēng)，這樣就會(huì)把其中的有害氣體壓出，導(dǎo)致超限問(wèn)題。第三，在保障回風(fēng)巷道斷面的基礎(chǔ)上，保障回風(fēng)風(fēng)流沒(méi)有阻礙。第四，應(yīng)當(dāng)切實(shí)強(qiáng)化工作面測(cè)風(fēng)，科學(xué)地對(duì)配風(fēng)量進(jìn)行分配，使風(fēng)速滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。第五，切實(shí)強(qiáng)化監(jiān)控，同時(shí)安排專人進(jìn)行檢查，為有效防治瓦斯提供保障。

（二）瓦斯傳感器與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布置

對(duì)它們的布置狀況進(jìn)行檢查。按照相關(guān)規(guī)定，檢查T(mén)0是否根據(jù)要求來(lái)布設(shè)，斷電值1.5%，報(bào)警值1.0%，是不是已經(jīng)設(shè)置好。對(duì)煤礦瓦斯傳感器的維修、瓦斯檢查、抽放等記錄進(jìn)行認(rèn)真檢查，察看是不是與要求相符，發(fā)現(xiàn)不正常的情況必須及時(shí)分析，確定根由。

（三）抽放問(wèn)題

那些設(shè)計(jì)能力超過(guò)O.6Mt/a的建設(shè)礦井，必須兼顧到這個(gè)方面，按照礦井運(yùn)行年限，采用移動(dòng)或永久抽放系統(tǒng)，同時(shí)必須預(yù)留一定的抽放能力。對(duì)那些早就建成的抽放系統(tǒng)，需要認(rèn)真分析某礦工作面實(shí)際狀況，選用科學(xué)合理的抽放措施與技術(shù)，同時(shí)適當(dāng)增加抽放時(shí)間。需要核定生產(chǎn)能力的，必須把防治效果當(dāng)做其中的關(guān)鍵指標(biāo)之一，按照這個(gè)方面來(lái)進(jìn)行安全生產(chǎn)許可證的核發(fā)。如果發(fā)現(xiàn)防治與相關(guān)要求相背離，必須根據(jù)國(guó)家相關(guān)要求進(jìn)行處理，超限一定要接著停工撤人，同時(shí)還必須查處相關(guān)人員。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綜采工作面上隅角瓦斯防治中，尤其關(guān)鍵的是采用科學(xué)合理的防治措施與技術(shù)，在上隅角瓦斯治理過(guò)程中，需要預(yù)先進(jìn)行分析，按照具體需要，盡早進(jìn)行施工，早投入，早見(jiàn)效。必須認(rèn)真檢查瓦斯防治措施是否到位，實(shí)時(shí)監(jiān)控瓦斯?jié)舛?，為工作面安全生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的保障。