高产高效矿井瓦斯综合治理技术浅谈

高产高效矿井瓦斯综合治理技术浅谈

渠晓毅

山西焦煤技师学院 山西介休 032000

摘要：伴随着经济的持续发展，社会对能源的需求不断提高，然而，在高产高效生产中，频繁出现瓦斯超限等问题，严重威胁了矿井生产作业的进行，而且还给矿井的安全和可持续发展带来了极其负面的影响。对此，本文在整理了大量材料基础上，结合实际情况，对高产高效矿井瓦斯综合治理展开了分析，对矿井回采工作面、掘进工作面等瓦斯聚集的重点区域，展开了其治理技术和方法的讨论，旨在解决长期困扰矿井的瓦斯超限问题，进一步保障矿井的生产安全。

关键词：矿井；瓦斯；治理技术

我国是世界上最大的产煤国，95%上的煤矿都属于井工开采，而这其中，矿井瓦斯灾害频发，对矿山的安全威胁较大，严重影响着矿山高产高效的发展。在这样的背景下，国内外学者对高产高效矿井瓦斯治理提出了诸多的见解，尝试通过各方式维持采矿工作面的安全生产，从一定程度上减少了瓦斯事故的发生，为矿井瓦斯治理提供了很多经验。

1.回采工作面瓦斯治理技术

1.1回采面通风方法与通风方式的优化

为了保证矿井高产高效的要求，相关方必须对回采工作面瓦斯进行治理，尽可能保证工作面的通风，并在保证工作面风速不超限的前提下，增大通风稀释瓦斯的能力。为此，企业可以采用多岗布置的方式进行通风，并尽可能控制隅角瓦斯，在有必要的情况下，还可以采用回采面瓦斯综合治理方式，对瓦斯进行有效抽采和合理排放，保证采空区瓦斯能够有效排出，减少由于瓦斯超限而带来的意外事故^[1]。

1.2回采工作瓦斯抽采措施

除了要做好回采面通风的设计外，煤矿还应建立地面瓦斯抽采系统，为回采面工作的实行提供必要的保障。另外，为了提高抽采的效率，煤矿还可以在回采工作面基础上考虑备用工作面，在巷道布置上尽可能考虑瓦斯抽采的需要。

1.3增大巷道顶板附近的风速

如上述方法无法稀释瓦斯层，则煤矿方可以采取增大顶板附近的风速方式，来稀释瓦斯层，其具体步骤是，在支架顶板下部安置导风板，使风流导向顶板处位置，并沿着顶板安设压风管，每隔一定长度接一份支管，从而利用风压将瓦斯层吹散。除此之外，煤矿方还可以采用康达风筒，解决瓦斯聚集的问题，通过在局部通风机的导风筒上，沿纵向开一条细长的切口安置弧形铁罩，并在铁罩和风筒之间留出切向排出口，加以控制阀门，从而确保瓦斯能够从切线方向喷射出去，有效解决巷道支架背板后空洞留下的间隙，减少瓦斯聚集几率。

1.4密闭断绝瓦斯涌出源

矿井开采作业往往会对岩石造成一定的破坏，导致岩石空隙增多，岩体破碎，这就给瓦斯溢出提供了条件，使得大量瓦斯从裂缝涌出，给矿井开采带来了一定的危险。对此，相关方必须重视对这些瓦斯的控制，可通过一些粘土将裂隙填充，从而杜绝瓦斯溢出通道，封闭瓦斯涌出源，保证矿井开采作业的有效进行^[2]。

2.掘进工作面瓦斯治理技术

掘进工作面是瓦斯治理的一个重要区域，相关人员在对该工作面进行瓦斯治理时，必须遵循通风监管，强化通风的原则，加强对瓦斯的监控和检查，有效杜绝局部瓦斯积聚的现象，做到以下几点：第一，采用双向掘进，提高联络箱的密闭质量，从而减少漏风，提高防范瓦斯的能力，在有需要的情况下也可以采取两头对掘的方式，缩短掘进距离和局扇的供风距离。第二，实行“三专两闭锁”，安置瓦斯探头，在瓦斯超限时进行报警断电，从而确保矿井开采作业的安全。第三，在风流恢复输送前，严格检查瓦斯情况，一旦瓦斯浓度超限，则应立刻进行瓦斯排放处理。

3.顶板冒落空洞积聚瓦斯处理技术

一般来说，在煤层不稳定的情况下，常常会出现顶部冒顶，使得巷顶部产生空洞，风流无法顺利排出，造成瓦斯的积聚。为此，相关方可以采用空洞充填、风流吹散和封闭抽采等方式，消除瓦斯积聚。所谓空洞充填法，实际是指在冒落空洞位置架设木桩、木板，形成骨架之后，用黄粘土把孔洞填封，封住瓦斯存留的区域，杜绝瓦斯的聚集，同时预防冒顶浮煤自然发火，这种方法效果十分明显，而且还能够起到预防浮煤自然发火的作用，因而广泛应用在矿井开采作业中。除此之外，风流吹散法也是解决瓦斯聚集的一种有效方法，其应用在瓦斯集聚中不仅施工简单，较为经济，而且疏导性较好，值得注意的是，该方法在使用时会使局部地点的巷道高低不平，运输和行人感到不便^[3]。封闭抽采法也是解决瓦斯涌出的一种问题，该方法适用于瓦斯吸收速度快，而巷道中调配的风量不大，采用风流吹散法的话，容易造成瓦斯涌入超标的情况中，该方法主要是通过用木板和黄泥封闭隔离冒顶处和顶板之间的缝隙，插入抽采管路进行瓦斯的疏散，该种方法处理效果十分可靠，经济合理，易于施行，但成本较高，且如有疏漏，很容易由于疏忽自然发火，因而煤矿方还需根据自身实际条件进行灵活的选择。

4.采煤机附近积聚瓦斯处理技术

为了有效解决采煤机上方的机道内部瓦斯积聚的情况，相关方可以提高工作面风流量，加强局部区域的风流速度，从而解决瓦斯聚集等情况，具体做法是，通过加大主扇配风量，从而增加工作面风量，并通过在局部使用双射流风水引射器，增加风速，从而有效解决瓦斯聚集。需要注意的是，当局部瓦斯聚集严重时，工作人员应相应提高电压，确保局部通风机出现故障或风筒出现损坏时，附近压力不会突然降低从而使得高浓度瓦斯溢出。另外，受风筒吹风的影响，瓦斯积聚的位置可能出现偏移，因而使用此方法排出瓦斯时，工作人员要确保局部通风机运转正常，且有专职人员经常检查附近瓦斯和局部通风情况。

5.回采工作面上隅角瓦斯处理技术

回采工作面上部分隅角容易出现瓦斯积聚，威胁矿井的安全，给整个煤矿开采作业带来很大的安全隐患，为此，相关方必须加强对这些隅角瓦斯的治理，可采用分散法或抽采瓦斯的设备进行处理。但需要注意的是，采用风流驱散法对隅角的瓦斯进行治理时，相关方必须保证回风巷道内的瓦斯浓度不超限度，如一旦超出限度，必须采用抽采设备将瓦斯排放出去，另外，在采用抽采设备时，必须将抽采管和地面抽采泵相连接^[4]。另外，鉴于大多数采煤工作面多采用后退式采煤或U型通风系统，其在运行过程中容易受风速和瓦斯物理性质影响发生瓦斯积存，因而相关单位必须灵活根据实际情况，选择合适的疏导瓦斯方法，如可以在工作面附近用诸如竹席等柔性材料设置风障，利用风障引风排出瓦斯。

6.其他瓦斯治理

一般来说，在工作面后也会出现一些采空区，若悬顶面积过大且长时间不垮落，就会出现瓦斯等有害气体积聚的情况，在这些区域中，采用传统的抽排法，无法排除和稀释有害气体，极易引发瓦斯事故。为此，相关人员可以采用以下防治措施：第一，提前退锚锁，即采用人工或机械方式卸掉锚索，降低工作面隅角巷道的支护强度，使顶板及时垮落，断开风流通道，消除瓦斯聚集的空间。第二，利用高压注水软化顶板，稀释瓦斯。即通过注水使顶板岩石中的胶结物和部分矿物溶解，从而增加岩石中的缝隙，降低其强度，使顶板及时垮落。第三，隅角构筑黄土袋墙。在退锚索和顶板高压注水预裂等方式仍不能有效治理瓦斯的情况下，煤矿方可以通过构建黄土袋墙，控制采风区不漏风，从而减少发火隐患和有害气体涌出等情况。需要注意的是，该黄土袋必须位于后尾梁支架的下方，并与支架相搭接，只有这样才能够保证在大面积悬顶垮落后，黄土袋能够起到一定的支撑和缓冲作用，从而有效避免瓦斯事故的发生^[5]。

结束语：

综上所述，随着社会的发展，社会对能源需求将会进一步扩大，为了保证社会的发展，相关方面必须重视高产高效矿井中瓦斯的治理，通过研究高产高效瓦斯矿井的实际情况，分析瓦斯涌出规律，为瓦斯治理方式提供相应的依据，并在结合实际情况基础上，采取合适的方式，治理瓦斯涌出，如采用采掘工作面治理技术、顶板冒落空洞聚集瓦斯处理技术等，帮助矿井更好的实现瓦斯治理，保障矿井作业的顺利进行。
参考文献：

[1] 刘忠全,陈殿赋,孙炳兴,等. 高瓦斯矿井超大区域瓦斯治理技术[J]. 煤炭科学技术,2021,49(5):120-126.

[2] 高瓦斯矿井深部区瓦斯治理技术研究[J]. 中国科技投资,2021(11):135-136.

[3] 刘柏松. 高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理技术研究与实践[J]. 内蒙古煤炭经济,2021(3):50-51.

[4] 方明. 煤矿井下瓦斯治理方案及通风系统优化探析[J]. 矿业装备,2021(1):78-79.

[5] 低瓦斯矿井综采放顶煤工作面上隅角瓦斯治理工作研究[J]. 当代化工研究,2021(7):85-86.