深部回采工作面瓦斯综合治理技术探究

深部回采工作面瓦斯综合治理技术探究

何玉宝

唐山开滦赵各庄矿业有限公司通风区河北唐山063102

摘要：矿井瓦斯是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一，一旦发生瓦斯事故，不仅造成人员伤亡，也会带来巨大的经济损失。本文首先阐述了煤矿回采工作面瓦斯产生的原因，接着分析了影响回采工作面瓦斯问题的因素分析，最后对煤矿回采工作面瓦斯管理措施进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：深部回采工作面；瓦斯；综合治理技术

1引言

在煤矿开采工作中，对瓦斯灾害的防治是人们一直关注的热点问题，而在煤矿回采中工作面瓦斯安全问题一直是行业研究重点，现代化煤矿开采工作效率不断提升，但是煤矿回采工作面推进过程如果太快，煤块体积就会变小，产出很多的粉末状的煤，工作面被拉长，瓦斯就会在短时间内涌出，增加瓦斯处理的难度，针对这种情况需要不断加强管理，提高煤矿回采工作面瓦斯安全管理质量。

2煤矿回采工作面瓦斯产生的原因

在煤矿开采过程中，采空区、煤粉与煤壁是煤矿回采工作面瓦斯产生及涌出的主要区域，相关研究资料表面，采空区涌出瓦斯的概率是相对比较大的，而且采空区产生的瓦斯含量占煤矿总瓦斯量的一半以上，部分区域的含量还有可能会在70%以上。采空区区域中残留的煤渣与周围煤层存在的瓦斯是这一区域瓦斯的主要来源，瓦斯会子采空区域呈现规律性的分布，而分布的方式则主要是受流场的影响，空气密度比瓦斯密度大，所以，瓦斯会在采空区的低流速层面进行聚集，而且会在低流速层面的上层漂浮，在采空区内的一些比较深的角落通常聚集的瓦斯浓度会更大，这些角落聚集的大量瓦斯危险性也更大。

3影响回采工作面瓦斯问题的因素分析

3.1地质因素分析

在煤矿生产中，瓦斯从形成到保存和运输都和煤层地质条件息息相关，受到地质因素制约和影响较大。由于地质环境不同，底板和层顶岩性的参数也不同，透气性和隔气性能也不一样。煤层中瓦斯吸附能力、煤炭变质的程度也会随着地质环境不同有所差别。在相同煤化深度下，瓦斯含量会突然升高，且在不同的区域、不同的水文地质环境，岩浆的作用和煤层深度也有所不同。

3.2开采技术因素分析

在给定工作面、作业环境明确的条件下，回采工作面由于开采技术条件有限也会导致采空区或工作面涌出瓦斯。影响煤炭开采技术的因素主要有工作面推进进度、配风量、通风系统、采空区及工作面压差等。首先，回采工作面在配风时能够有效控制采空区涌出的瓦斯，如配风量较小，那么回风容易超限；如配风量较大，那么在采空区会涌出大量的瓦斯，也会导致上隅角的瓦斯超出限制。其次，如开采工作面速度过快，那么采空区涌出的瓦斯量会突然加大，对煤矿安全生产造成威胁；再次，在采空区瓦斯涌出时，可以使用均压技术控制瓦斯量。

4煤矿回采工作面瓦斯管理措施

针对煤矿回采工作面瓦斯的管理工作，工作面上隅角瓦斯是煤矿回采工作面瓦斯主要的管理对象，在治理过程中要控制好该区域的瓦斯涌出量，且控制瓦斯涌出量的方式是多种多样的，如调整进风的量、调节风压、抽采瓦斯等相关措施。

4.1调节进风量与风压

对煤矿回采工作中的瓦斯涌出情况进行控制，可以采取多种方式进行，比如对进风量及风压进行调整，相关研究表明，在对煤矿回采工作面中的瓦斯与风量进行测量时会出现以下情况，在风量达到一定程度之后就会增加这一区域的瓦斯涌出量，一些情况下的瓦斯增加量会达到数倍之多。风量过大就会对回采工作面产生一定的破坏，采空区域的漏风量就会随之增加，这时采空区域内就会带出很多瓦斯，这对瓦斯的有效控制也增加了难度。而且，在采空区内如果氧化层变宽就会增加这一区域的火灾发生几率。所以，要注意回采工作面的风量不能过小，但是也不能过大，需要根据实际情况对风量进行合理控制，进而实现对工作面瓦斯的有效管理。在煤矿回采工作面内风流压力增大的情况下，就会造成大量瓦斯沿着工作面涌入，在增加风量的同时也会加大瓦斯含量，尤其是在采空区域,这一特点更加明显。如果过量瓦斯在采空区进行聚集就会影响工作面的正常工作，针对这种情况可以选择在回风通道中设置一个对风压进行调节的装置，从而减少瓦斯堆积问题的发生概率。调节风压的方法是多样化的，回采工作面的形状呈U型，可以根据相关理论对压强进行调节,从而解决工作面瓦斯含量过高的问题。先对工作面空气的最大流量进行测量，根据流量数值对调节装置进行正确设置，进而增加空气的流通阻力。

4.2风障的应用

使用风障的主要目的是为有风量需求的区域引风，对于风量需求比较少或不需要风量的区域布置一道屏障，避免过量的风流进入该区域。依照煤矿回采工作面相关状况，可将屏障设置在工作面进风隅角区域，这样能防止外部空气进入，避免过多空气流进入采空区域。同时能将屏障吊在工作面的回风隅角处，这样能增加该角落的空气量，进而降低该区域的瓦斯浓度，避免该区域出现瓦斯聚集现象，达到有效治理瓦斯的目的。

图1高位钻孔抽采示意图

图2高位抽放巷抽采示意图

4.3瓦斯抽采

当煤矿回采工作面周围的煤层瓦斯含量过高，或受临近层的瓦斯影响，造成煤矿回采工作面在回采期间瓦斯含量超标，使用上述几种风排方法难以解决问题，在这种情况下要采用抽采方式来进行解决，主要有以下几种方式：第一，预抽瓦斯。当相关工作人员在进行挖掘工作时，按照一定的距离设置钻场，间隔大约为60m，且在每个钻场中布置钻孔，钻孔数量控制在8个左右，钻孔直径控制在9cm左右，这样就可对该煤层进行瓦斯预抽工作，从而降低该区域在回采期间的瓦斯含量，达到治理瓦斯的目的；第二，边采边抽。在进行工作面回采时，可利用掘进期间的钻场对煤层及采空区进行瓦斯抽放，在设计方面要考虑好钻孔位置，因此相关的施工方法与设计要依照相关的规则来进行；第三，地面钻孔抽取瓦斯。根据不同的地理环境和特殊情况需要，在煤矿回采面上方地面设计钻孔，然后在从地面进行附近地下瓦斯的抽取，设置的这些钻孔要一直工作到整个开采工作结束，以便达到治理瓦斯的目的。高位钻孔抽采示意图见图1，高位抽放巷抽采示意图见图2。

4.4科学设置预埋管的抽采管

要想保障抽取瓦斯的效果符合相关要求，相关工作人员要对预埋管道进行科学设计和控制。在进行工作面推进时，要提前将瓦斯抽采管埋于煤矿采空区，主要是采空区的风巷位置，瓦斯抽采管的直径为20cm左右，根据相关经验及资料显示，采管口之间的有效距离控制在30m左右，同时要设置相应的吸气口，吸气口间距是30m左右，利用三通阀门来对煤矿采空区域的瓦斯进行抽放。采空区上部要打开阀门，利用抽放孔将瓦斯抽放出，进而达到降低瓦斯含量的目的。

5结语

随着矿井机械化开采水平的不断提升，及煤炭开采强度的不断加大，矿井的开采深度日益增加，回采工作面的推进速度也不断的加快，随之而来的瓦斯治理难度也不断的加大，回采工作面的瓦斯涌出量也在增大，仅仅依靠单一的通风方式难以达到回采面安全生产的目的。因此，为了保证矿井安全，必须在回采工作面采用综合的瓦斯治理措施，解决回采工作面瓦斯问题。

参考文献

[1]王想刚.深部开采瓦斯防治机理研究[J].内蒙古煤炭经济.2017(12).

[2]刘军见.8101回采工作面瓦斯抽采技术应用分析[J].江西煤炭科技.2019(03).