復雜條件下回采工作面瓦斯防治技術探討

成犇

摘 要：礦山開采深度不斷增加，機械化的開采強度也越來越多。在比較復雜的條件下，工作面瓦斯容易出現(xiàn)分布不均、密度大等問題。在采礦過程中，由于開采速度快、工作時間長而導致采空區(qū)面積過大，瓦斯超標問題，這不利于安全生產(chǎn)，必須得到有效地解決。

關鍵詞：瓦斯抽采;瓦斯超標;開采層

1 工作面回采中瓦斯受到影響的因素分析

1.1 地質因素

瓦斯的形成、儲運與礦層地質條件密切相關，地質因素是一個比較重要的因素。不同的地質環(huán)境，其底板和層頂?shù)膸r性參數(shù)也會有所不同，隔氣和滲透性能也會不一樣。礦層的瓦斯吸附能力和變質程度也隨地質環(huán)境的不同而變化。在同樣的礦深下，瓦斯含量可能會突然間上升，不同區(qū)域、不同水文地質環(huán)境下，巖漿作用和礦層深度也不一樣。

1.2 技術因素

在給定的工作面和明確的工作環(huán)境條件下，開采工藝的不足，是導致工作面和采空區(qū)瓦斯放出的主因。通風系統(tǒng)、工作面進度、工作面壓差、采空區(qū)和配風量是影響采礦工藝的主要因素。首先，配風可以使回采工作面有效地控制從采空區(qū)放出來的瓦斯。不過如果配風過于小，回風則容易超標。造成上隅角的瓦斯超標原因，采空區(qū)會排放大量瓦斯，就是因為配風量比較大，這樣采空區(qū)會排放大量瓦斯。其次，可使用均壓技術，這樣來控制瓦斯的放出，如果有瓦斯放出采空區(qū)時。第三，采礦工作面如果速度快了，那么采空區(qū)，涌出來的瓦斯會突然的增加，礦山的安全生產(chǎn)就會收到威脅。

2 回采工作面瓦斯防治技術研究

2.1 上隅角瓦斯排放

如果要在上隅角排放瓦斯，必須遵循這樣的原理：形成一個負壓區(qū)，此負壓區(qū)位于工作面的上隅角，在此區(qū)域中，瓦斯的紊流要與空氣充分地混合。然后通過抽放的管路把瓦斯排出去。在此過程中，要注意上隅角的通風問題，要保持局部通風，不然容易使瓦斯超標。此外，這樣也避免了采空區(qū)因為漏風而使上隅角放出瓦斯的問題。

有一種方便的操作，上隅角，在回采工作面隅角，用一截軟管來連接抽放管路，在上隅角那里插入軟管是種有效的模式。由于頂部瓦斯的濃度比較高，軟管可以快速地排除。這時候再把軟管和木棒固定在一起，在支架上用鐵絲懸掛，可以保證軟管抽放的效果。

在采空區(qū)的上隅角也可安裝擋風簾，提高采空區(qū)的抽放效率。開采作業(yè)有序推進，前段的主管路會被拆除，軟管會被反復移動和操作。根據(jù)實際情況，在上隅角處設置長度適宜的軟管，及時調(diào)整軟管所處的位置，以得到合理的參數(shù)。

2.2 鉆孔瓦斯抽放技術

使用鉆孔技術對工作面形成開采壓力，將頂板裂縫作為排放通道，抽走采空區(qū)上隅角及鄰近地層的瓦斯。當工作面氣體瓦斯相對較高，增風雖然可以在短時間地對付回風流瓦斯量大的情況，但隨著開采作業(yè)的不斷深入，回風流的瓦斯會不斷增加，其濃度也會超過限值，在上隅角處聚集。為了有效地解決這一問題，應在回風巷設置好多個高位鉆場，在鉆場頂板的縫隙處設置鉆孔。

2.3 高抽巷排放

在開采過程中，除了通過鉆孔抽放和隅角抽放之外，還可能通過高抽巷來排放瓦斯。這個需要考慮布置層位，應該選擇頂板處的板縫，且高度要適宜，不能過低或者過高。

3 實際項目應用

3.1 項目概況

某礦山實用的是機械的綜合的開采模式，其上板所使用的是垮落模式。其中，瓦斯每分鐘放出的絕對量是15m3左右。由于前期工作面技術處理失敗，瓦斯在上隅角濃度，超過了規(guī)定的標準，相鄰層瓦斯排放超過60%。傳統(tǒng)的通風不能從根本上解決這一問題，因此要采取綜合化的瓦斯控制技術。礦井下使用水力壓裂技術，在其開采面通過水力壓裂鉆孔來打通礦層和頂板孔，在礦層中形成間隙網(wǎng)，形成良好的瓦斯溶解排出通道，提高礦巖的滲透率。在鉆場使用的是壓裂鉆孔，觀察壓裂后裂縫擴展方向。通過數(shù)據(jù)對比，使用壓裂鉆井方法可有效提高瓦斯放出效率，一般提高3倍左右。收集鉆孔瓦斯的相關參數(shù)，封閉或封堵低濃度瓦斯鉆孔，抽排高濃度的瓦斯區(qū)，以提高瓦斯的排放負壓，同時補充鉆孔，提高鉆孔施工密度和瓦斯排放效率。

在進行鉆孔施工設計前，有關部門應充分調(diào)查礦井煤炭建設的地質環(huán)境，通風部應根據(jù)勘察部所提供的資料進行鉆探設計，同時，根據(jù)礦層的實際情況來調(diào)整鉆探角度和位置，將防范瓦斯安全的工作和地質勘探工作結合起來，以確保鉆孔覆蓋全面，避免瓦斯排放盲點的出現(xiàn)。因此，在生產(chǎn)過程中，必須加強對鉆井人員的專業(yè)培訓。必須指導專業(yè)人員開孔、放線，保證鉆井施工的準確性。根據(jù)底板鉆孔長度，相鄰層進行鉆孔瓦斯排放，X層進行集中抽放，減少瓦斯排放，確保施工安全。

3.2 瓦斯防治效果分析

通過工作面瓦斯綜合治理的實踐，可以控制瓦斯排放的氣體量，從而可以避免瓦斯超標，保障安全生產(chǎn)。通過收集到的相關數(shù)據(jù)，可以看出強化鉆孔的相關參數(shù)，不斷改進鉆孔技術，建立綜合的瓦斯治理模式，可以最大限度地提高瓦斯的排放量，確保工作面的安全。

4 結語

在礦山工作中，應使用先進技術，加強復雜環(huán)境下瓦斯的防治，有效地排放瓦斯，確保安全生產(chǎn)。此外，企業(yè)還需要加強人員的專業(yè)培訓，提高生產(chǎn)人員的安全意識，始終堅持安全第一的原則，確保礦山開采工作能夠安全穩(wěn)定地運行。

參考文獻：

[1]冀曉鵬.上部鄰近層抽放技術在工作面瓦斯治理中的應用[J].能源與節(jié)能，2019（05）：184-186.