高瓦斯采煤工作面的瓦斯管理

劉林云

摘 要：我國(guó)有很多種礦井，高瓦斯礦井就屬于其中一種，但在開采過程中對(duì)于瓦斯方面的問題一直還沒有得到最好的解決，不但要高效快速的開采高瓦斯煤礦，還要保障工作人員的生命安全。煤業(yè)工程開采的深度大，在開采的過程中煤層含有大量瓦斯，由于高濃度的瓦斯給開采人員帶來了安全隱患，所以要通過不斷的挖掘，不斷的創(chuàng)新實(shí)行技術(shù)上的改造，合理地治理瓦斯方面的問題，為煤礦的開采保障安全。

關(guān)鍵詞：瓦斯；煤礦；安全；策略

引言

開采煤礦中瓦斯的處理往往是最重要的一點(diǎn)，瓦斯對(duì)煤礦的開采有著一定的影響。在礦井里工作如果瓦斯處理不當(dāng)會(huì)直接造成施工人員的生命危險(xiǎn)。因此在開采過程中如何有效地治理好瓦斯是對(duì)工作人員的一種保障，從我國(guó)現(xiàn)有的煤礦井來看，其中大量礦井中含有高濃度的瓦斯，對(duì)在礦井里工作人員和煤礦施工造成很大影響。

1 高瓦斯礦井簡(jiǎn)介

1.1 高能瓦斯礦井

大部分瓦斯存在與煤巖層，在煤礦中開采煤礦時(shí)一旦檢測(cè)出礦井空氣中含有瓦斯，就可以將此礦井稱為瓦斯礦井，在各種礦井中瓦斯的含量也不一樣，對(duì)于含量較少的礦井只要進(jìn)行一般的處理，可以很好的解決瓦斯方面的問題。但是，由于煤巖層的地質(zhì)構(gòu)造不同，在進(jìn)行煤礦開采時(shí)，會(huì)有大量瓦斯出現(xiàn)在煤層中并且大量涌出，涌出的瓦斯會(huì)給工作人員帶來危害。所以，國(guó)家對(duì)煤礦中涌現(xiàn)瓦斯問題十分重視，有關(guān)部門制定出了如何判斷礦井中是否含有大量瓦斯的方法，判斷標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.2 瓦斯的危害

瓦斯本是一種天然氣體，屬于可利用資源，但是在礦井中會(huì)直接影響到煤礦的開采。瓦斯是植物長(zhǎng)時(shí)間的堆積煤的初期，在高溫、高壓的環(huán)境中產(chǎn)生化學(xué)作用形成瓦斯。瓦斯無色、無味，開采人員會(huì)在不知不覺中受到瓦斯的影響，嚴(yán)重的失去生命，瓦斯對(duì)空氣的相對(duì)密度為0.554，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下瓦斯的密度為0.716kg，瓦斯的滲透能力是空氣的1.6倍，難溶于水，不助燃也不能維持呼吸，達(dá)到一定濃度時(shí)，能使人因缺氧而窒息，并能發(fā)生燃燒或爆炸。最主要的是瓦斯在煤體或圍巖中是以游離狀態(tài)和吸著狀態(tài)存在的。

2 高瓦斯礦井中瓦斯的治理方法

2.1 雙“U”型通風(fēng)系統(tǒng)

采煤工作面采用頂煤綜合的采集方法，布置雙“U”型的巷道，工作面運(yùn)用“兩回兩進(jìn)”的方式通風(fēng)，回風(fēng)圍巷采用“沿空護(hù)巷”的方式保留區(qū)段性，可以通過巷道里的設(shè)備調(diào)節(jié)回風(fēng)巷和瓦斯巷的負(fù)壓差，依次啟動(dòng)封閉，在工作面采空區(qū)或回風(fēng)平巷的外側(cè)增加1條平巷，作為專門排放瓦斯巷，俗稱“尾巷”，形成1進(jìn)2回的形式。這種通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：兩條回風(fēng)平巷的風(fēng)量可以通過調(diào)阻控制，以控制采空區(qū)涌向工作面的瓦斯量，使上隅角不致超限。詳細(xì)布置見圖1。

圖1 雙“U”型通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

2.2 瓦斯綜合立體抽采

在采集煤礦中可以采用多種抽采方式，對(duì)工作面的瓦斯可以采用超前預(yù)抽法和卸壓抽放法，進(jìn)行邊采煤礦邊抽取瓦斯，還有臨近采場(chǎng)的平行抽放法，地面水平分井進(jìn)行抽放等等。多種瓦斯排放技術(shù)通過不斷的改造，不斷創(chuàng)新。經(jīng)過了多年的運(yùn)用改造，瓦斯的抽放系統(tǒng)已經(jīng)形成了一種體系。因?yàn)橐ㄟ^排放瓦斯管徑，引長(zhǎng)距離、鉆車，延長(zhǎng)鉆孔，需要建立井下抽放泵站來增加壓力進(jìn)行抽采負(fù)壓，提高了礦井下采煤面工作面上的瓦斯排放，在準(zhǔn)備回采前能及時(shí)將采煤面空氣中含有瓦斯降低到4mm3/t以下。

2.3 采礦前預(yù)抽

礦井掘進(jìn)中在工作面的兩巷分別布置預(yù)抽鉆孔，第一排鉆孔打成垂直孔洞，離底板要有1.2米，第二排鉆孔鉆成斜不行孔，開口要離底板1.5米，兩排孔之間的夾角要為5°，布置成三花眼的形式，鉆孔之間的距離保持在2.5米，仰角3～4°，回采的時(shí)候要能持續(xù)進(jìn)行瓦斯的抽放。另外，在工作面上切眼處往工作面方向的距離為1.25米，仰角依然是3～4°布置順層鉆孔能在采集前預(yù)抽，見圖2。

圖2 采前預(yù)抽鉆孔布置示意圖

2.4 高位鉆場(chǎng)水平鉆孔抽放頂板裂隙帶

在回采過程中會(huì)有大量的瓦斯涌現(xiàn)在采空區(qū)從而影響回采，為此在采空區(qū)布置了高位回采鉆孔，回采后采空上方的間隙帶會(huì)進(jìn)行瓦斯的抽放，鉆孔末端就分布在裂痕的下方。在不同的地區(qū)礦井內(nèi)煤層頂板的裂隙帶要根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，建議不要進(jìn)行參照。如圖3、圖4所示。

圖3 高位水平鉆孔布置示意

圖4 高位鉆孔剖面

瓦斯的抽放效果就看高位水平鉆孔的布置是否合理，要是把鉆孔分布在冒落帶里，工作面進(jìn)行推進(jìn)，處于高位的水平鉆孔就會(huì)隨著巖層掉落受到破壞。如果高位的鉆孔在自然推及區(qū)的話會(huì)受到工作面的通風(fēng)影響，因此，此區(qū)域的瓦斯?jié)舛染蜁?huì)不穩(wěn)定，抽出來的瓦斯?jié)舛葧?huì)比較低而且量少，抽放效果較差。要是把水平鉆孔布置在彎曲巖層里面，這樣巖層還是保持原來的完整性，沒有透氣性，這樣抽不出瓦斯。因此，鉆孔還要布置在裂隙帶之中。裂隙帶的瓦斯通過煤體和裂痕，用滲透的方式進(jìn)入裂隙帶，但是受到工作面風(fēng)量的變化影響是較小的，里面的瓦斯難度比較大。另外，裂隙帶比較適合布置鉆孔，因?yàn)榱严稁懿蓜?dòng)的影響較小，很難被破壞，方便鉆孔長(zhǎng)期排出瓦斯。

3 注重技術(shù)制定應(yīng)急措施

在進(jìn)行高瓦斯礦井中采煤時(shí)工作面的瓦斯治理，有關(guān)的工作人員要特別注意實(shí)踐工作的進(jìn)行，同時(shí)還要把重點(diǎn)放在技術(shù)問題和安全方面，這些方法都可以快速地治理礦井中的瓦斯。在實(shí)際的工作中，有關(guān)的工作人員可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行瓦斯治理。

3.1 建立新的預(yù)測(cè)體系，注重技術(shù)人員

瓦斯在礦井中為什么會(huì)難以治理，大部分原因是無法掌握瓦斯的具體位置，含量也無法估計(jì)，這種情況下只有引進(jìn)先進(jìn)機(jī)械設(shè)備，和有關(guān)技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行治理，建立有效的瓦斯體系，準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)瓦斯位置和含量，才能快速有效的治理高瓦斯煤礦中的瓦斯。

3.2 注重安全上的管理，要制定應(yīng)急設(shè)施

在礦井中工作，安全是最重要的要放在第一位。想要避免礦井下事故的發(fā)現(xiàn)，只有制定一個(gè)良好的安全措施和應(yīng)急措施，因此煤礦企業(yè)要制定出合適有效的安全管理制度，針對(duì)井下的工作人員做好相關(guān)的應(yīng)急設(shè)備，保障所有人員的安全。

4 結(jié)束語

綜上所述，大部分瓦斯存在于煤巖層，在煤礦中開采煤礦時(shí)一旦檢測(cè)出礦井空氣中含有瓦斯，就可以將此礦井稱為瓦斯礦井，在各種礦井中瓦斯的含量也不一樣，在高瓦斯礦井中瓦斯的抽放要進(jìn)行預(yù)抽，要穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)才能在瓦斯大量涌出時(shí)及時(shí)處理，布置好合理完美的通風(fēng)系統(tǒng)，可以采用多種抽放方式相結(jié)合，建立起一套完整有用的體系，要通過不斷的挖掘，不斷的創(chuàng)新實(shí)行技術(shù)上的改造，合理的治理瓦斯方面的問題，為煤礦的開采保障安全。

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