煤礦采煤工作面瓦斯治理技術

楊劍廣

【摘 要】瓦斯綜合治理技術主要包括兩個方面：一是以風治理瓦斯；二是抽放瓦斯，采取合理有效的瓦斯抽放方法，對保證采場瓦斯的抽放效果是至關重要的，方法選擇得當不但省時省力、節(jié)約資金，更主要的是效果好能起到事半功倍的作用。

【關鍵詞】煤礦；采煤工作面；瓦斯治理

煤礦安全生產(chǎn)是煤礦行業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，近年來，煤礦瓦斯事故時有發(fā)生，給煤礦安全生產(chǎn)帶來了巨大的安全隱患。加強煤礦瓦斯治理工作，減少安全隱患，是煤礦行業(yè)發(fā)展過程中的重點內容。隨著開采技術的不斷提升和開采深度的不斷深入，瓦斯治理工作的難度也相應加大，只有依靠科學、合理的瓦斯治理技術，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，積極采取瓦斯治理措施，改善通風條件才能杜絕瓦斯事故的發(fā)生，促進安全生產(chǎn)穩(wěn)步發(fā)展。

一、煤礦瓦斯的認識

煤礦瓦斯是指的天然氣。主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，也有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外，一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。煤礦瓦斯一般從煤或巖層中涌出，根據(jù)我國《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，按照CH4（瓦斯）相對涌出量和涌出形式將礦井分為三類：相對涌出量等于或小于十立方米每噸的為低瓦斯礦井；大于十立方米每噸的為高瓦斯礦井；煤與瓦斯突出礦井。影響瓦斯含量的因素有很多，即使同一層煤，其不同標高的瓦斯含量也有不同，這個要根據(jù)瓦斯實際等級鑒定而得知。

二、煤礦瓦斯的防治措施與技術

（一）本煤層淺孔抽放技術

在提升采掘能力與增大采掘深度的影響下，采區(qū)涌出的瓦斯量也會越來越多，一味地借助通風技術控制煤礦瓦斯的濃度在安全的范圍之內，常常在技術與經(jīng)濟上不夠科學和安全。增加采面的風量也難以處理好瓦斯聚集的現(xiàn)象。而借助本煤層煤體抽放瓦斯的技術策略，也就是在采掘之前對采掘煤層的瓦斯進行直接性地抽放，且在非卸壓的情況之下憑借煤層本來的透氣性對瓦斯進行抽放。

（二）頂板鉆孔抽放技術

（1）頂板鉆孔抽放。由下個工作面周圍的順槽往采面頂板進行打鉆：確保間隔布置用高低位鉆孔，都是5m的高、低位鉆孔間距以及113m的孔徑，其中是42m的終孔高度、39°的鉆孔仰角、72m的高位孔深。而低位鉆孔是8m―10m的終孔高度、14°―21°的鉆孔仰角，以及37.5m―42m的孔長，并且跟煤壁相垂直。對于采面隅角的瓦斯借助低位鉆孔抽采，對于采面頂板裂隙瓦斯借助高位鉆孔抽采。

（2）頂板鉆場抽放。能夠在回采工作面巖層裂隙帶布置高位鉆場，各個煤礦結合實際現(xiàn)狀確定跟煤層的垂直距離，在高位鉆場打鉆，進而對采空區(qū)巖層裂隙帶的瓦斯進行抽放，從而使往工作面涌出的采空區(qū)瓦斯減少。

（三）選用高位抽排巷層位

距離煤層過近地布置高位巷，抽放的情況下能夠一起抽出大量的瓦斯和空氣，這使瓦斯抽放的濃度變小，從而提高了采空區(qū)自然發(fā)火率與工作面的漏風率，不然，距離煤層過遠，此帶巖層就會全面沉陷與形成彈塑性，缺少了瓦斯的通道，就難以抽出瓦斯。可是，在裂隙帶內，因為巖層下面巖石的垮落而導致離層、斷裂，完全發(fā)育的垂直裂隙和水平裂隙以及離層空硐就變成了瓦斯抽放的理想通道，所以裂隙帶是高位抽排巷布置最為理想的層位。

（四）治理上隅角瓦斯的技術

在移動的回采工作面影響下，因為上下風巷不實地填充，會導致漏風，在回風巷老塘空間聚集大量的瓦斯且在風流的影響下向工作面涌入，這會使上隅角聚集瓦斯，從而影響到生產(chǎn)的安全性，而避免上隅角瓦斯超限的有效策略是借助后退式封閉插軟管的手段對上隅角瓦斯進行抽放。

在不斷推進的工作面影響下，預埋抽放軟管于采空區(qū)上風巷的區(qū)域，在上隅角深入軟管的一頭封閉1m―2m，需要確保3立方米空間的管口區(qū)域，將另外一頭連接于風巷抽放管路實現(xiàn)抽放，為了使抽放的成效提升，務必借助繩吊埋入采空區(qū)上隅角的軟管至巷道頂部。

為了使回采工作面上隅角瓦斯多的問題解決，優(yōu)化通風與采煤技術，轉變固有的“放頂煤”為“一次采全高”，轉變固有的“一進兩回”為“雙U通風”。借助這樣的策略進行通風，能夠使工作面的通風能力增強，并且使上隅角風流渦流的情況改變，以及確保瓦斯與煤塵經(jīng)上隅角經(jīng)聯(lián)絡巷往外“U”進風巷排入，最終使上隅角聚集瓦斯的情況得到處理，與此同時，實現(xiàn)工作面抗災性能的強化，進而使出現(xiàn)瓦斯的事故現(xiàn)象減少。

（五）工作面適宜配風量的選擇

對于涌出瓦斯量的多少來講，采面的配風量具備相應的制約，科學地配風有利于采面涌出瓦斯量的控制。在供風量到達某個臨界值的情況下，采面上隅角瓦斯具備最小的濃度，倘若使供風量增加，那么就會降低瓦斯的濃度。因此，一系列的煤礦礦井能夠結合異樣的煤層瓦斯賦存基礎，在有效統(tǒng)一理論和實踐經(jīng)驗的前提條件之下，選用跟煤礦綜采工作面相適應的配風量，這從某種意義上有助于治理瓦斯。

（六）通風系統(tǒng)的改進與完善

優(yōu)化作業(yè)環(huán)境與確保煤礦礦井工作者生命安全的基礎是科學的煤礦通風系統(tǒng)。只有將新鮮的空氣輸送到煤礦井下，帶來相應的濕度與溫度，確保較好的氣候條件，才可以順利地治理煤礦通風瓦斯。為此，煤礦通風系統(tǒng)的優(yōu)化需要做好以下幾點：（1）注重管理局部通風。針對采掘工作面的生產(chǎn)安全性來講，局部通風機具備十分關鍵的意義，制定一系列的安全通風控制模式，像是“三專兩閉鎖”。為了減少停風和無規(guī)劃停電導致瓦斯的超限，進行風機的專線專用，以使局部通風的穩(wěn)定性大大地提高；（2）注重管理通風裝置。為了確保穩(wěn)定性的煤礦風量，提升擋風墻、風門、密閉等一系列通風裝置的建設質量，強化維護和巡查通風裝置，以使煤礦礦井的漏風減少，從而保障了煤礦通風系統(tǒng)的穩(wěn)定；（3）注重管理巷道，以使通風阻力減小。為了使通風阻力減小，確保煤礦具備穩(wěn)定的風量，在對關鍵的工作面巷道與通風大巷進行開拓的時候，強化管理巷道，防止了巷道急轉彎、突縮，突擴的情況。定期地維護和清理巷道，以使巷道的失修次數(shù)減少，確保順暢的巷道風流。密閉軌道大巷橫川和皮帶以及拓寬改造固有的回風大巷，以使角聯(lián)巷道減少，增加煤礦礦井有效風量，最終使通風阻力減小。

三、結束語

總之，煤礦企業(yè)在長期的生產(chǎn)和實踐過程中，經(jīng)過持續(xù)地努力都逐步形成了適應自身煤礦實際情況的瓦斯管理辦法。但是，瓦斯工作面的管理工作涉及到無數(shù)生命的安全，必須對不同的瓦斯管理控制方法進行測評，找到其中的缺點和弱勢，并對相關的細節(jié)部分進行重點關注，這樣才能夠保證瓦斯管理工作符合安全要求。

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