煤礦綜采工作面瓦斯防治技術(shù)應(yīng)用研究

王振宇

（山西汾西礦業(yè)南關(guān)煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 靈石 031304）

1 瓦斯涌出規(guī)律及危險(xiǎn)性分析

1.1 瓦斯來(lái)源分析

根據(jù)山西焦煤通函〔2018〕601號(hào)“關(guān)于2018年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定（測(cè)定）結(jié)果的批復(fù)”文件，南關(guān)煤業(yè)礦井瓦斯絕對(duì)涌出量3.21m3/min，相對(duì)瓦斯涌出量為1.51m3/t；CO2絕對(duì)涌出量為3.29m3/min，CO2相對(duì)涌出量為1.54m3/t；回采最大絕對(duì)涌出量為0.70m3/min，掘進(jìn)最大絕對(duì)涌出量為0.09m3/min，屬于瓦斯礦井。但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況觀測(cè)，礦井回采工作面上隅角、底板裂隙等局部區(qū)域及回采工作面落煤時(shí)瓦斯?jié)舛绕撸释咚怪卫碇饕性诨夭晒ぷ髅嫔嫌缃?、回采工作面生產(chǎn)期間及其他異常區(qū)域。

1.2 瓦斯涌出規(guī)律及危險(xiǎn)性分析

（1）采煤工作面采用U型通風(fēng)方式。采煤工作面上隅角與其他地方相比瓦斯?jié)舛容^高，屬于容易積聚瓦斯的異常地點(diǎn)，防治上隅角瓦斯是重點(diǎn)工作。

（2）隨著采區(qū)礦壓增大，需對(duì)受壓影響的巷道進(jìn)行支護(hù)，保證通風(fēng)斷面不受影響，加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)巷道的管理。

（3）采煤工作面的瓦斯涌出還受大氣溫度、氣壓等環(huán)境因素的影響，特別是換季時(shí)，大氣壓力急劇下降，瓦斯涌出量會(huì)增加，需高度重視。

2 通風(fēng)管理措施

（1）由通風(fēng)區(qū)負(fù)責(zé)每月制定配風(fēng)計(jì)劃、測(cè)風(fēng)計(jì)劃，且工作面風(fēng)量必須嚴(yán)格按計(jì)劃配備，測(cè)風(fēng)人員除對(duì)采面風(fēng)量按照規(guī)定每10d測(cè)定一次外，要根據(jù)工作面情況隨時(shí)進(jìn)行測(cè)風(fēng)，保證風(fēng)量穩(wěn)定、可靠。

（2）工作面必須按規(guī)程規(guī)定配足風(fēng)量，不得隨意改變風(fēng)量，風(fēng)量不足不能生產(chǎn)。一旦氣體超限，必須停止割煤進(jìn)行處理，因檢修或其他原因需調(diào)整風(fēng)量時(shí)，必須制定專門措施。

（3）因其他地點(diǎn)風(fēng)流短路，影響本工作面風(fēng)量時(shí)，必須由通風(fēng)部門人員及時(shí)進(jìn)行維修或調(diào)整工作面風(fēng)量，否則一旦氣體超限應(yīng)及時(shí)撤出工作面所有人員，待恢復(fù)通風(fēng)后，按規(guī)定進(jìn)行瓦斯檢查和排放瓦斯后，方可正常生產(chǎn)。

（4）通風(fēng)瓦檢隊(duì)必須保證工作面通風(fēng)設(shè)施完好、可靠，并安排專人定期對(duì)工作面通風(fēng)設(shè)施完好情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。風(fēng)門必須實(shí)現(xiàn)閉鎖，防止因兩道風(fēng)門同時(shí)打開而造成的風(fēng)流短路。

（5）工作面兩順槽因受礦壓影響出現(xiàn)底鼓、冒頂或片幫等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修，確保通風(fēng)的有效斷面和風(fēng)量穩(wěn)定。

（6）工作面材、運(yùn)兩巷必須保證物件堆放整齊，物件不能堵塞巷道斷面2/3以上。

3 瓦斯巡檢措施

回采工作面配備專職瓦斯檢查員，嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)交接班制度、24h盯崗制度。瓦斯巡檢嚴(yán)格按照月初編制的瓦斯測(cè)點(diǎn)計(jì)劃、巡回檢查圖表執(zhí)行檢查，臨時(shí)施工地點(diǎn)均應(yīng)納入瓦斯測(cè)點(diǎn)范圍內(nèi)，瓦斯測(cè)點(diǎn)計(jì)劃、巡回檢查圖表應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定并審批后執(zhí)行。工作面巡回瓦檢員在檢查氣體的同時(shí)，要觀察甲烷傳感器顯示數(shù)據(jù)，與光學(xué)瓦檢儀進(jìn)行對(duì)照，并將瓦斯傳感器濃度記入瓦斯對(duì)照牌板上。每班班組長(zhǎng)要經(jīng)常查看瓦斯及有害氣體記錄牌板，隨時(shí)掌握本工作面瓦斯及有害氣體的發(fā)生情況，本班班隊(duì)長(zhǎng)、生產(chǎn)班組長(zhǎng)、電鉗工、采煤機(jī)司機(jī)入井時(shí)要攜帶便攜式瓦斯檢查儀，隨時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛取?/p>

4 瓦斯監(jiān)測(cè)方法

分別在3205工作面上隅角、運(yùn)輸巷距工作面煤壁10m范圍內(nèi)、運(yùn)輸巷距運(yùn)回聯(lián)巷10～15m的位置（回風(fēng)流）、運(yùn)巷溜煤眼下風(fēng)側(cè)、運(yùn)輸巷設(shè)備列車上風(fēng)側(cè)、運(yùn)輸巷機(jī)電硐室上風(fēng)側(cè)安設(shè)6個(gè)固定式甲烷傳感器并且在采煤機(jī)設(shè)置機(jī)載式甲烷傳感器或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。甲烷傳感器具備靈敏的斷電和閉鎖功能，可實(shí)現(xiàn)就地全電壓（各等級(jí)電壓）斷電，回風(fēng)側(cè)甲烷傳感器斷電范圍涵蓋該巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電器設(shè)備的斷電范圍，但甲烷斷電儀（控制器）及傳感器電源不在此斷電范圍內(nèi)。設(shè)置斷電與復(fù)電濃度，見表1斷電與復(fù)電濃度表。

5 瓦斯的抽放方案

3205工作面絕對(duì)瓦斯涌出量預(yù)計(jì)為3.8m3/min，主要采用上隅角瓦斯抽放的方式來(lái)控制采空區(qū)瓦斯?jié)舛?。上隅角瓦斯抽放的主要原理是在上隅角形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，使上隅角以及周邊的瓦斯形成紊流狀態(tài)，與空氣充分混合，自主流向負(fù)壓區(qū)，通過抽放管路，將高濃度的瓦斯排至采區(qū)回風(fēng)巷，可以避免工作面因上隅角風(fēng)流不暢（或微風(fēng)）引起的瓦斯超限，解決采空區(qū)向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。

表1 斷電與復(fù)電濃度表

5.1 上隅角插管瓦斯抽放方案的選擇

回采期間，如遇上隅角瓦斯?jié)舛绕?，且頂板能全部垮落時(shí)，即采用上隅角插管進(jìn)行瓦斯抽放：

（1）為操作方便，距超前支護(hù)20m，采用埋線膠管與瓦斯抽放管連接，并將埋線膠管靠幫一側(cè)吊掛，直至埋線膠管伸入上隅角。

（2）為保證埋線膠管的吸入口處于上隅角的上部（上部瓦斯?jié)舛容^高），可將埋線膠管用尼龍繩吊掛在上隅角頂部。

（3）為提高抽放濃度，上隅角處應(yīng)采用擋風(fēng)簾。

（4）埋線膠管可采用6寸軟管，伸入上隅角的管路長(zhǎng)度及位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際抽放效果不斷調(diào)整，確保上隅角瓦斯?jié)舛冉档胶侠矸秶詢?nèi)。

（5）隨著工作面的推進(jìn)，拆下前端一段主管路，移動(dòng)埋線膠管，如此反復(fù)。抽放工藝如圖1上隅角插管抽放瓦斯示意圖。

若上隅角的頂板垮落及時(shí)，但工作面上隅角瓦斯?jié)舛冉?jīng)插管抽放后還是較高時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況，在上隅角附近自行移動(dòng)埋線膠管的吸氣口，使上隅角附近的瓦斯充分被吸入到抽放管內(nèi)，從而確保工作面的安全生產(chǎn)。

5.2 采空區(qū)埋管抽放方案的選擇

回采期間，如上隅角瓦斯?jié)舛绕?，頂板垮落困難時(shí)，即采用采空區(qū)埋管或封閉采空區(qū)進(jìn)行瓦斯抽放，如圖2采空區(qū)埋管抽放瓦斯示意圖。

（1）封閉采空區(qū)進(jìn)行瓦斯抽放指在切頂線處壘砌密閉墻或者用袋裝黃泥堆砌，抽放口距離切頂線往里3～5m處，進(jìn)行瓦斯抽放。

（2）若采空區(qū)瓦斯涌出量較大時(shí)，可以采取采空區(qū)埋管抽放的方式。隨著工作面不斷向前推進(jìn)，沿回風(fēng)巷將管路埋入采空區(qū)，進(jìn)行采空區(qū)埋管抽放（抽放管路距超前支護(hù)20m時(shí)，沿巷道一幫吊掛）。

圖1 上隅角插管抽放瓦斯示意圖

5.3 抽放方案的選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)過程中瓦斯變化情況及時(shí)作出調(diào)整，若上隅角頂板垮落及時(shí)且瓦斯?jié)舛炔桓邥r(shí)，可采用上隅角插管進(jìn)行瓦斯抽放，若頂板垮落困難、瓦斯?jié)舛绕邥r(shí)，可采用封閉采空區(qū)或采空區(qū)埋管進(jìn)行瓦斯抽放。

6 瓦斯防治效果

3205工作面采取上述瓦斯防治措施后，瓦斯檢查情況如表2所示。測(cè)得皮帶機(jī)頭、轉(zhuǎn)載機(jī)、下隅角、煤機(jī)、工作面、上隅角、回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛龋怀?，符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

表2 綜采隊(duì)3205工作面瓦斯檢查結(jié)果

7 結(jié) 語(yǔ)

本文以汾西礦業(yè)集團(tuán)南關(guān)煤業(yè)公司3205采煤工作面瓦斯防治方案為例，加強(qiáng)通風(fēng)管理，建立完善的瓦斯巡檢制度，同時(shí)利用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備，采用上隅角瓦斯抽放的方法，有效地防治瓦斯事故的發(fā)生，順利地完成了開采任務(wù)。