高瓦斯采煤工作面的瓦斯管理

刘林云

摘 要：我国有很多种矿井，高瓦斯矿井就属于其中一种，但在开采过程中对于瓦斯方面的问题一直还没有得到最好的解决，不但要高效快速的开采高瓦斯煤矿，还要保障工作人员的生命安全。煤业工程开采的深度大，在开采的过程中煤层含有大量瓦斯，由于高浓度的瓦斯给开采人员带来了安全隐患，所以要通过不断的挖掘，不断的创新实行技术上的改造，合理地治理瓦斯方面的问题，为煤矿的开采保障安全。

关键词：瓦斯；煤矿；安全；策略

引言

开采煤矿中瓦斯的处理往往是最重要的一点，瓦斯对煤矿的开采有着一定的影响。在矿井里工作如果瓦斯处理不当会直接造成施工人员的生命危险。因此在开采过程中如何有效地治理好瓦斯是对工作人员的一种保障，从我国现有的煤矿井来看，其中大量矿井中含有高浓度的瓦斯，对在矿井里工作人员和煤矿施工造成很大影响。

1 高瓦斯矿井简介

1.1 高能瓦斯矿井

大部分瓦斯存在与煤岩层，在煤矿中开采煤矿时一旦检测出矿井空气中含有瓦斯，就可以将此矿井称为瓦斯矿井，在各种矿井中瓦斯的含量也不一样，对于含量较少的矿井只要进行一般的处理，可以很好的解决瓦斯方面的问题。但是，由于煤岩层的地质构造不同，在进行煤矿开采时，会有大量瓦斯出现在煤层中并且大量涌出，涌出的瓦斯会给工作人员带来危害。所以，国家对煤矿中涌现瓦斯问题十分重视，有关部门制定出了如何判断矿井中是否含有大量瓦斯的方法，判断标准见表1。

1.2 瓦斯的危害

瓦斯本是一种天然气体，属于可利用资源，但是在矿井中会直接影响到煤矿的开采。瓦斯是植物长时间的堆积煤的初期，在高温、高压的环境中产生化学作用形成瓦斯。瓦斯无色、无味，开采人员会在不知不觉中受到瓦斯的影响，严重的失去生命，瓦斯对空气的相对密度为0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。最主要的是瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。

2 高瓦斯矿井中瓦斯的治理方法

2.1 双“U”型通风系统

采煤工作面采用顶煤综合的采集方法，布置双“U”型的巷道，工作面运用“两回两进”的方式通风，回风围巷采用“沿空护巷”的方式保留区段性，可以通过巷道里的设备调节回风巷和瓦斯巷的负压差，依次启动封闭，在工作面采空区或回风平巷的外侧增加1条平巷，作为专门排放瓦斯巷，俗称“尾巷”，形成1进2回的形式。这种通风系统的优点是：两条回风平巷的风量可以通过调阻控制，以控制采空区涌向工作面的瓦斯量，使上隅角不致超限。详细布置见图1。

图1 双“U”型通风系统示意图

2.2 瓦斯综合立体抽采

在采集煤矿中可以采用多种抽采方式，对工作面的瓦斯可以采用超前预抽法和卸压抽放法，进行边采煤矿边抽取瓦斯，还有临近采场的平行抽放法，地面水平分井进行抽放等等。多种瓦斯排放技术通过不断的改造，不断创新。经过了多年的运用改造，瓦斯的抽放系统已经形成了一种体系。因为要通过排放瓦斯管径，引长距离、钻车，延长钻孔，需要建立井下抽放泵站来增加压力进行抽采负压，提高了矿井下采煤面工作面上的瓦斯排放，在准备回采前能及时将采煤面空气中含有瓦斯降低到4mm3/t以下。

2.3 采矿前预抽

矿井掘进中在工作面的两巷分别布置预抽钻孔，第一排钻孔打成垂直孔洞，离底板要有1.2米，第二排钻孔钻成斜不行孔，开口要离底板1.5米，两排孔之间的夹角要为5°，布置成三花眼的形式，钻孔之间的距离保持在2.5米，仰角3～4°，回采的时候要能持续进行瓦斯的抽放。另外，在工作面上切眼处往工作面方向的距离为1.25米，仰角依然是3～4°布置顺层钻孔能在采集前预抽，见图2。

图2 采前预抽钻孔布置示意图

2.4 高位钻场水平钻孔抽放顶板裂隙带

在回采过程中会有大量的瓦斯涌现在采空区从而影响回采，为此在采空区布置了高位回采钻孔，回采后采空上方的间隙带会进行瓦斯的抽放，钻孔末端就分布在裂痕的下方。在不同的地区矿井内煤层顶板的裂隙带要根据实验分析，建议不要进行参照。如图3、图4所示。

图3 高位水平钻孔布置示意

图4 高位钻孔剖面

瓦斯的抽放效果就看高位水平钻孔的布置是否合理，要是把钻孔分布在冒落带里，工作面进行推进，处于高位的水平钻孔就会随着岩层掉落受到破坏。如果高位的钻孔在自然推及区的话会受到工作面的通风影响，因此，此区域的瓦斯浓度就会不稳定，抽出来的瓦斯浓度会比较低而且量少，抽放效果较差。要是把水平钻孔布置在弯曲岩层里面，这样岩层还是保持原来的完整性，没有透气性，这样抽不出瓦斯。因此，钻孔还要布置在裂隙带之中。裂隙带的瓦斯通过煤体和裂痕，用渗透的方式进入裂隙带，但是受到工作面风量的变化影响是较小的，里面的瓦斯难度比较大。另外，裂隙带比较适合布置钻孔，因为裂隙带受采动的影响较小，很难被破坏，方便钻孔长期排出瓦斯。

3 注重技术制定应急措施

在进行高瓦斯矿井中采煤时工作面的瓦斯治理，有关的工作人员要特别注意实践工作的进行，同时还要把重点放在技术问题和安全方面，这些方法都可以快速地治理矿井中的瓦斯。在实际的工作中，有关的工作人员可以从以下几个方面进行瓦斯治理。

3.1 建立新的预测体系，注重技术人员

瓦斯在矿井中为什么会难以治理，大部分原因是無法掌握瓦斯的具体位置，含量也无法估计，这种情况下只有引进先进机械设备，和有关技术人员到现场进行治理，建立有效的瓦斯体系，准确的预测瓦斯位置和含量，才能快速有效的治理高瓦斯煤矿中的瓦斯。

3.2 注重安全上的管理，要制定应急设施

在矿井中工作，安全是最重要的要放在第一位。想要避免矿井下事故的发现，只有制定一个良好的安全措施和应急措施，因此煤矿企业要制定出合适有效的安全管理制度，针对井下的工作人员做好相关的应急设备，保障所有人员的安全。

4 结束语

综上所述，大部分瓦斯存在于煤岩层，在煤矿中开采煤矿时一旦检测出矿井空气中含有瓦斯，就可以将此矿井称为瓦斯矿井，在各种矿井中瓦斯的含量也不一样，在高瓦斯矿井中瓦斯的抽放要进行预抽，要稳定通风系统才能在瓦斯大量涌出时及时处理，布置好合理完美的通风系统，可以采用多种抽放方式相结合，建立起一套完整有用的体系，要通过不断的挖掘，不断的创新实行技术上的改造，合理的治理瓦斯方面的问题，为煤矿的开采保障安全。

参考文献

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