高瓦斯礦井下瓦斯的通風(fēng)防治技術(shù)研究

勾金文

(汾西礦業(yè)集團(tuán)雙柳煤礦，山西柳林033303)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源短缺問(wèn)題日益尖銳，煤炭作為一種重要的能源，在行業(yè)內(nèi)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，人們關(guān)注的焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向了如何提高開(kāi)采效率以及開(kāi)采過(guò)程中的安全性。目前，我國(guó)煤炭開(kāi)采的現(xiàn)狀是瓦斯治理的問(wèn)題，瓦斯問(wèn)題不僅增加了煤礦開(kāi)采的難度，也大大降低了開(kāi)采中的安全性。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國(guó)每年由于瓦斯問(wèn)題而導(dǎo)致的安全事故已經(jīng)高至萬(wàn)起，這對(duì)開(kāi)采工作者的生命安全造成了很大的威脅，影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以，為了降低瓦斯對(duì)開(kāi)采的影響，一定要加強(qiáng)瓦斯災(zāi)害的防治，提高開(kāi)采安全性，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)更快發(fā)展。

1 案例(煤礦)概述

本文的研究選取的是某煤礦，該煤礦面積約為12 km2，煤層厚度為4.1 ～5.9 m，平均厚度為5.0 m。年產(chǎn)量約為180 萬(wàn)噸。該煤礦的礦井采用的是斜、立井混合開(kāi)拓的方式。根據(jù)相關(guān)資料顯示，該煤礦的相對(duì)瓦斯涌出量約為19 m3/t，絕地瓦斯涌出量約為34 m3/t，在匪類上屬于高瓦斯礦井。在該礦井的通風(fēng)瓦斯防治系統(tǒng)中，主要使用了并列式通風(fēng)，另外，在回風(fēng)井中安裝的是風(fēng)量為4 500 m3/min 的通風(fēng)設(shè)備。

2 煤礦中瓦斯概況

我國(guó)煤炭行業(yè)發(fā)展日益壯大，與此同時(shí)，煤礦中的瓦斯問(wèn)題日益嚴(yán)峻，人們對(duì)煤礦安全的關(guān)注度逐漸上升。瓦斯對(duì)煤炭的安全開(kāi)采有很大的影響，所以在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中，必須要防治瓦斯，采取相關(guān)的技術(shù)措施。首先要對(duì)煤礦的整體情況有一個(gè)大體的了解，并根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)措施，以達(dá)到提高安全性的目的。在該礦井中，不同生產(chǎn)時(shí)期瓦斯的涌出量也不相同，但是可以確定的是，不論出于那個(gè)生產(chǎn)階段，該煤礦都屬于高瓦斯礦井，危險(xiǎn)性較大，所以在開(kāi)采之前，相關(guān)技術(shù)人員必須采取一系列的預(yù)防措施，盡可能降低瓦斯涌出量，保證順利開(kāi)采。

3 煤礦瓦斯的通風(fēng)防治技術(shù)

由于煤礦中的瓦斯不僅影響著生產(chǎn)，更重要的是瓦斯還威脅著礦井工作者的生命安全，所以，必須要對(duì)煤礦中瓦斯進(jìn)行防治，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率，提高安全性的目的，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。目前，對(duì)礦井中瓦斯的防治有很多種措施，但是不論哪一種防治方法，其基礎(chǔ)都是瓦斯的通風(fēng)防治，只有提供性能良好的通風(fēng)系統(tǒng)，才能真正實(shí)現(xiàn)瓦斯的高效防治，提高生產(chǎn)的安全性，保證煤礦的生產(chǎn)質(zhì)量。下面介紹了主要的通風(fēng)防治技術(shù)。

3.1 礦井巷道通風(fēng)系統(tǒng)防治瓦斯

完善通風(fēng)系統(tǒng)是礦井瓦斯防治的最有效的方法之一。在該煤礦中，礦井采用的是并列式通風(fēng)的方式。整體而言，礦井中的巷道布置為“兩進(jìn)兩回”的四巷道布置方式，這樣的布置方式會(huì)使煤礦的開(kāi)采工作面以及各個(gè)作業(yè)點(diǎn)都會(huì)有合適的風(fēng)速和風(fēng)量，這樣就形成了一個(gè)穩(wěn)定的通風(fēng)系統(tǒng)。除了巷道的布置之外，風(fēng)機(jī)的管理也很重要，在該煤礦中，巷道采用了雙向風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換的風(fēng)機(jī)管理模式，簡(jiǎn)而言之，當(dāng)主風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，此時(shí)備用的副風(fēng)機(jī)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)并投入使用，這樣既不會(huì)有風(fēng)機(jī)故障導(dǎo)致礦井內(nèi)通風(fēng)不暢的問(wèn)題，能夠行之有效地防治瓦斯。另外，在局部的風(fēng)機(jī)中，采用了局扇專用開(kāi)關(guān)以及專用的線路，采取這樣的措施，最大程度上保證了風(fēng)機(jī)能夠正常的運(yùn)行，大大降低了故障率。除此以外，該煤礦的礦井內(nèi)還專門設(shè)置了2 個(gè)排瓦斯回風(fēng)巷，在這2 個(gè)瓦斯回風(fēng)巷內(nèi)，堅(jiān)決不允許進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)，而且在巷道的材料選擇上，專門采用了不可燃的材料，而且還有甲烷探測(cè)器裝在巷道內(nèi)，如果巷道內(nèi)的甲烷濃度達(dá)到或者超過(guò)規(guī)定的警戒值，那么傳感器就會(huì)立即自動(dòng)切斷開(kāi)采工作面的電源并且發(fā)出警報(bào)，提醒井下工作者注意，盡快疏散，并采取相關(guān)措施進(jìn)行處理，這樣在很大程度上減少了事故的發(fā)生，提高了井下作業(yè)的安全性。

3.2 礦井中局部聚集瓦斯的通風(fēng)處理

除了上述對(duì)礦井整體的瓦斯通風(fēng)防治之外，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，往往會(huì)有礦井內(nèi)局部瓦斯聚集的情況發(fā)生。在這種情況下，就要密切注意對(duì)局部聚集瓦斯的通風(fēng)處理。具體操作一般分為以下的幾個(gè)方面進(jìn)行:①回采工作面隅角瓦斯聚集。工作面的隅角極易聚集瓦斯，遇到這種情況，可以選擇在工作面的隅角處掛置擋風(fēng)板，這樣礦井巷道內(nèi)的風(fēng)就會(huì)從瓦斯聚集的隅角吹過(guò)，使瓦斯稀釋，降低危險(xiǎn)，這種方案的特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)適用。②礦井采煤機(jī)器設(shè)備附近也容易引起瓦斯的聚集，對(duì)于這種情況，在礦井中設(shè)置降塵防護(hù)措施的情況下，可以選擇適當(dāng)提高工作面的風(fēng)速稀釋瓦斯，解決瓦斯聚集的情況，但是有一個(gè)問(wèn)題就是工作面的風(fēng)速不能超過(guò)4 m/s。另外，在礦井中密封墻經(jīng)常也會(huì)有瓦斯聚集的情況發(fā)生，針對(duì)這種情況，首先應(yīng)該從根源上進(jìn)行防治，加強(qiáng)堵漏工作，如果這種現(xiàn)象已然形成，那么就要采取風(fēng)壓導(dǎo)風(fēng)的方法利用伸縮骨架風(fēng)筒處理聚集在密封墻的瓦斯。③當(dāng)?shù)V井中巷道頂板處聚集瓦斯時(shí)，如果出現(xiàn)這種情況，可以通過(guò)加大巷道中的風(fēng)速組織瓦斯網(wǎng)巷道頂板處聚集，但是這個(gè)風(fēng)速也有相關(guān)的規(guī)定，一般來(lái)說(shuō)，巷道風(fēng)速不宜過(guò)高，0.5 m/s 最為合適。

4 瓦斯的預(yù)抽

實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)掘進(jìn)工作面有異常的瓦斯涌出現(xiàn)象時(shí)，一般采取預(yù)抽的方法。一般來(lái)說(shuō)，采用大直徑、定向鉆孔進(jìn)行區(qū)域煤層預(yù)抽，與此同時(shí)，進(jìn)行工作面采空區(qū)以及礦井采空區(qū)的瓦斯抽放。關(guān)于預(yù)抽瓦斯的系統(tǒng)，一般在地面建立抽放系統(tǒng)，其中一套為高負(fù)壓抽放系統(tǒng)，另一套為低負(fù)壓抽放系統(tǒng)，這就是雙系統(tǒng)、雙管路的抽放系統(tǒng)。總之，低負(fù)壓抽放系統(tǒng)的抽放線路為:瓦斯泵站、回風(fēng)立井、回風(fēng)大巷、回風(fēng)下山、回采工作面最后到達(dá)采空區(qū)抽放。此系統(tǒng)配備了2 臺(tái)真空泵，電機(jī)功率為315 kW，流量為300 m3/min，主要用于回采工作面以及采空區(qū)進(jìn)行低負(fù)壓瓦斯抽放。高負(fù)壓的抽放順序與低負(fù)壓差異不大，只有最后一步不一樣，高負(fù)壓的最后一步為掘進(jìn)工作面，另外，高負(fù)壓抽放系統(tǒng)的真空泵電機(jī)功率和流量都比低負(fù)壓的要高。

5 結(jié)語(yǔ)

由于煤炭礦井中由瓦斯引起的安全事故很多，對(duì)井下工作者的人身安全造成了一定程度的威脅，引起了人們的極大關(guān)注。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，由于每層的瓦斯?jié)B透性較差，而且目前關(guān)于瓦斯?jié)B流的規(guī)律尚不清楚，這才是瓦斯嚴(yán)重威脅著煤炭行業(yè)生產(chǎn)的最根本原因。另外，礦井中的瓦斯的聚集情況復(fù)雜多變，這給瓦斯的防治增加了難度。瓦斯的防治是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，所以相關(guān)的工作人員一定要不斷地探究瓦斯形成的規(guī)律，并針對(duì)具體的情況研究出相應(yīng)的處理措施，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的防治。

［1］范志勝. 招賢礦井首采區(qū)瓦斯抽采設(shè)計(jì)［J］. 陜西煤炭，2013(12).