淺析煤礦采掘生產(chǎn)中面臨的瓦斯處理工作

李季

摘要：在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)伴隨有大量的瓦斯出現(xiàn)，瓦斯本身屬于一種易燃易爆的有害氣體，如果煤礦井下的瓦斯積存量過(guò)多，勢(shì)必會(huì)給正常的開(kāi)采工作遺成一定的影響，一旦處理不好，極有可能引起瓦斯爆炸等安全事故。為了確保煤礦正常、安全生產(chǎn)，必須采取相應(yīng)的措施對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行科學(xué)的處理。本文就此話題展開(kāi)初略的探討。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)掘；生產(chǎn)；瓦斯；抽放處理

在煤礦開(kāi)掘作業(yè)中，處理瓦斯積聚工作的主要措施是加強(qiáng)礦井通風(fēng)管理。對(duì)超限和積聚瓦斯的處理，歸納起來(lái)，主要有稀釋排除、封閉隔絕和抽放三種方法。

1.稀釋排除法

1.1.利用風(fēng)筒預(yù)留的三通調(diào)節(jié)法

在風(fēng)機(jī)出口與導(dǎo)風(fēng)筒之間，接一段三通風(fēng)簡(jiǎn)短節(jié)。掘進(jìn)巷道正常通風(fēng)時(shí)，把三通風(fēng)筒的分支導(dǎo)風(fēng)筒用繩子捆死，此時(shí)風(fēng)機(jī)的全部風(fēng)量都送入掘進(jìn)工作面。當(dāng)需排除巷道積聚的瓦斯時(shí)，打開(kāi)三通的分支導(dǎo)風(fēng)筒，同時(shí)用繩子捆住主導(dǎo)風(fēng)簡(jiǎn)，捆的程度根據(jù)巷道內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛却_定，部分風(fēng)量仍送入掘進(jìn)工作面，另一部分風(fēng)量進(jìn)入盲巷，稀釋并排出盲巷內(nèi)積聚的瓦斯。

1.2.開(kāi)啟局部通風(fēng)機(jī)附近的風(fēng)門調(diào)節(jié)法

局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)，回風(fēng)直接進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)巷，兩巷之間的聯(lián)絡(luò)巷中留有通車、行人的風(fēng)門。掘進(jìn)巷道正常通風(fēng)時(shí)，風(fēng)門全部處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)需排放聯(lián)絡(luò)巷中積聚的瓦斯時(shí)，通過(guò)風(fēng)門的開(kāi)啟狀態(tài)（半開(kāi)或全開(kāi)）調(diào)節(jié)風(fēng)量，稀釋聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的瓦斯，使其在回風(fēng)口處不超限。

1.3.盲巷外斷開(kāi)風(fēng)筒接頭調(diào)節(jié)法

排瓦斯時(shí)在盲巷口外全風(fēng)壓供風(fēng)的新鮮風(fēng)流中，把風(fēng)筒接頭斷開(kāi)，利用改變風(fēng)筒對(duì)合面的間隙大小，調(diào)節(jié)送入盲巷的風(fēng)量，以達(dá)到有節(jié)制地排放巷道積聚瓦斯的目的。排放瓦斯過(guò)程中，隨著兩個(gè)風(fēng)筒接頭由錯(cuò)開(kāi)而逐漸對(duì)合，直至全部接合，送入盲巷的風(fēng)量亦由小到大，直至局部通風(fēng)機(jī)排出全部風(fēng)量，最后經(jīng)瓦檢員檢測(cè)確認(rèn)安全可靠時(shí)即可恢復(fù)送電送風(fēng)。

2.封閉隔絕法

密閉抽采法是抽采采空區(qū)瓦斯的一種常用和有效方法。此抽采法把采空區(qū)或回采工作面的進(jìn)、回風(fēng)巷都加以密閉，密閉墻厚為一至三米，灌筑砂、泥漿等材料確保嚴(yán)密不漏風(fēng)。再把抽采管穿過(guò)回風(fēng)巷的密閉墻，伸入采空區(qū)內(nèi)進(jìn)行抽采，伸入以10m以上為好。抽采時(shí)，要對(duì)密閉內(nèi)的氣體成分、濃度、抽采負(fù)壓等參數(shù)經(jīng)常進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，避免增大漏風(fēng)造成采空區(qū)浮煤自燃。這種方法抽出的瓦斯?jié)舛饶苓_(dá)25%一50%以上。長(zhǎng)期停掘的巷道，在其巷口已構(gòu)筑了密閉墻，內(nèi)部積聚的瓦斯較多，在排除瓦斯前需安裝風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒。排除這類巷道積存的瓦斯，可采用分段排放法。

2.1.檢查密閉墻外瓦斯是否超限，若超限就啟動(dòng)風(fēng)機(jī)吹散稀釋，若不超限就在密閉墻上角開(kāi)兩個(gè)洞，隨之開(kāi)啟風(fēng)機(jī)吹風(fēng)。開(kāi)始時(shí)，風(fēng)筒不要正對(duì)密閉墻吹，要視吹出的瓦斯?jié)舛雀叩瓦M(jìn)行風(fēng)向的控制。

2.2.密閉拆除后，礦山救護(hù)隊(duì)工作人員進(jìn)入巷道檢查瓦斯，隨后延長(zhǎng)風(fēng)筒排除瓦斯。在巷道中風(fēng)簡(jiǎn)出口附近瓦斯?jié)舛冉抵两缦拗聲r(shí)，可將風(fēng)筒口縮小以加大風(fēng)流射程，將前方的高濃度瓦斯吹出。當(dāng)瓦斯?jié)舛冉迪聛?lái)后，接上一個(gè)短節(jié)風(fēng)筒，同樣加大風(fēng)流射程排除前方的瓦斯，取下短風(fēng)筒并接上長(zhǎng)風(fēng)筒繼續(xù)排放前方的積聚瓦斯，直到掘進(jìn)工作面。

3.抽放法

3.1.順層鉆孔抽放

① 對(duì)鉆孔位置進(jìn)行布設(shè)。主要采用的是機(jī)巷向上和風(fēng)巷向下兩種方式，施工過(guò)程直接在機(jī)巷和風(fēng)巷內(nèi)進(jìn)行，施工時(shí)保證各鉆孔間平行，并且應(yīng)偏向工作面方向進(jìn)行布設(shè)，孔與孔的間距可設(shè)置為3m/個(gè)，深度應(yīng)控制在60～70m這一范圍內(nèi)，盡量不要超出，并使終孔保持在l～2分層以內(nèi)；② 抽放效果。該方法分為預(yù)抽和邊采邊抽兩個(gè)階段，預(yù)抽時(shí)間為6個(gè)月，實(shí)際瓦斯抽出率約占總抽出量的35%。采用該方法進(jìn)行瓦斯抽放時(shí)，較為關(guān)鍵的技術(shù)是施工和封孔。施工時(shí)應(yīng)采用強(qiáng)力鉆機(jī)，封孔時(shí)應(yīng)使用聚氯酯進(jìn)行封孔。

3.2.高位鉆孔瓦斯抽放

在充分考慮采空區(qū)瓦斯賦存規(guī)律和運(yùn)移特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)選擇在回風(fēng)順槽處采取高位鉆孔抽放技術(shù)。第一個(gè)鉆場(chǎng)應(yīng)選擇在回風(fēng)順槽內(nèi)距離工作面煤壁30m的位置，鉆場(chǎng)規(guī)格控制在深為4.0m，寬為4.5m，高為2.3m，并在每間隔30m處掘出一個(gè)鉆場(chǎng)。鉆場(chǎng)內(nèi)部鉆出呈扇形排列的4個(gè)高位鉆孔，終孔的位置應(yīng)位于裂隙帶的中上部區(qū)域，距離煤層頂板20m～28m處。一般情況下，利用高位鉆孔抽放技術(shù)抽放的瓦斯?jié)舛葹?0%～40%，特殊情況下可達(dá)80%，回風(fēng)順槽的瓦斯?jié)舛葹?.5%，濃度值較為穩(wěn)定。

4.對(duì)煤礦采掘生產(chǎn)中瓦斯處理工作的建議

4.1.延長(zhǎng)抽放時(shí)間

在煤礦井下開(kāi)采的過(guò)程中，通過(guò)不斷改善采掘的平衡，不但能夠有效延長(zhǎng)瓦斯抽放時(shí)間，而且還能夠進(jìn)一步提高抽放效率。如果在開(kāi)采的過(guò)程中，遇到突出十分嚴(yán)重的煤層，那么開(kāi)采速度僅為20～30m/月，這一情況造成了采掘失衡的現(xiàn)象發(fā)生，從而使得無(wú)法充分預(yù)留出瓦斯抽放時(shí)間。對(duì)沒(méi)有開(kāi)采保護(hù)層的必須弄底板瓦斯抽放巷，提前進(jìn)行抽放。為此，建議各大煤礦應(yīng)采取采掘同步的方式進(jìn)行煤礦開(kāi)采，這樣有利于確保瓦斯抽放的時(shí)間充足。

4.2.對(duì)瓦斯抽放系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可從以下幾個(gè)方面著手：其一， 應(yīng)盡可能選擇與瓦斯抽放量及抽放阻力相匹配的抽放泵，并盡量增大井下管道的直徑；其二，可在井底管道的低洼地帶加裝自動(dòng)放水裝置，借此來(lái)緩解管網(wǎng)所承受的壓力和阻力；其三，加強(qiáng)對(duì)抽放孔的氣密性檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有漏氣的現(xiàn)象應(yīng)予以及時(shí)關(guān)閉，這樣有利于降低鉆孔的負(fù)壓。

4.3.強(qiáng)化管理

為了進(jìn)一步提高瓦斯抽放技術(shù)的應(yīng)用效果，煤礦企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)以及相關(guān)的管理人員應(yīng)對(duì)抽放工作予以高度重視和大力支持，并組建相應(yīng)的管理部門全權(quán)負(fù)責(zé)對(duì)瓦斯抽放技術(shù)的管理。對(duì)沒(méi)有開(kāi)采保護(hù)層的必須弄底板瓦斯抽放巷，提前進(jìn)行抽放。同時(shí)還應(yīng)加大瓦斯抽放隊(duì)伍的建設(shè)力度，配備一支綜合素質(zhì)高、技術(shù)水平強(qiáng)的專業(yè)瓦斯抽放隊(duì)伍，借此來(lái)確保施工質(zhì)量和瓦斯抽放效率。此外，企業(yè)還應(yīng)加大對(duì)相關(guān)設(shè)備和設(shè)施的資金投入，并針對(duì)定期檢查和維護(hù)制定相應(yīng)的管理制度。

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