综放工作面瓦斯治理技术的实践与应用

司建军

摘 要：针对老石旦煤矿031604综放工作面上隅角瓦斯增大的原因进行了认真地分析，并且采取了加强通风、施工上下隅角沙袋墙、利用瓦斯稀释器稀释瓦斯、安设专职瓦检员监测瓦斯浓度并挂导风帘处理、清理通道、控制火源等综合防治瓦斯技术，收到了良好的使用效果，保证了工作面的安全生产。

关键字：综放工作面；瓦斯治理技术；实践与应用

中圖分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.31.095

0 引言

煤炭开采分为露天开采和丼工开采，而我国90%的煤炭资源的开采方式属于丼工开采，我国地质构造又复杂多变，因此，瓦斯、顶板、火灾、水灾、煤尘这五大灾害事故频繁发生，威胁煤矿安全。瓦斯爆炸是事故起数、伤亡人数、每起事故伤亡人数最多的一种瓦斯事故，起数占瓦斯总事故的40.789%，死亡人数占52.961%，伤亡人数占62.857%；事故起数和伤亡人数排第二位的是煤与瓦斯突出，其次是中毒与窒息；每起数事故死亡人数排第二位的是煤与瓦斯突出，其次是中毒与窒息；每起事故受伤人数排第二位的是中毒与窒息，其次是煤与瓦斯突出。可见，瓦斯事故的起数、伤亡人数基本成正线性相关关系。

1 矿井及工作面概况

斜井—立井混合式开拓方式是老石旦煤矿井田开拓方式，该矿目前主采北三采区的16#煤层，在12#煤层已经封闭完毕，16#煤层布置两个综放工作面。 矿井采用中央分列式通风，全矿有4个井筒，主、副井、北三风井进风，回风立井回风。2014年6月煤炭科学研究总院重庆研究院鉴定该矿自燃倾向等级鉴定结果为12#、16#煤层均为Ⅱ类自燃煤层；最短自然发火期分别为12#煤层：59天、16#煤层：63天。2014年矿井瓦斯等级鉴定的矿井瓦斯绝对涌出量为5.49m3/min，矿井相对涌出量2.07m3/t，属瓦斯矿井。

该矿031604综放工作面位于北二16#运输下山左翼，其西北为北二16#运输下山，东北、北西为未开采区。工作面走向长：1050m，倾斜长：246m，煤层倾角：5°，煤层密度1.55t/m3，煤层厚度：8.8m，机采高度3m，放顶煤高度5.8m，采放比为1：1.93，采煤机截深为0.6m，日循环个数2个，月进度40m，工作面最大月产量为12.5万t。采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法，全部垮落法充填采空区。2014年6月份工作面投入生产，2015年7月回风隅角瓦斯出现明显异常，瓦斯浓度逐日升高达到0.85 %而且还存在上升趋势，针对回风隅角瓦斯异常升高现象，老石旦煤矿组织通风队人员对031604南翼工作面回风隅角瓦斯进行治理，每天中、夜班组织生产，早班检修。

2 分析问题

因031604工作面采用综放长壁采煤工艺，由于工作面生产能力增大及推进速度增快，导致工作面后部采空区瓦斯浓度涌出量增大，由于工作面风流到达上隅角时，上隅角本身就存在死弯，在这个地点本身风流就不畅通，且风流容易出现旋涡。另外031604工作面后部刮板运输机机尾存在的大量浮煤不及时清理造成堵塞风流，从而导致上隅角瓦斯呈现上升趋势危及回采安全。

3 解决问题

3.1 综放工作面瓦斯治理技术

就031604南翼工作面回风隅角瓦斯异常情况，通风队组织人员制定以下方案进行处理：

3.1.1 加强通风风量及日常管理工作

依据老石旦矿生产技术科031604南翼工作面风量设计要求，设计风量由880m3/min变为1000m3/min。井下实际风量调整为1100m3/min左右，在保证工作面设计风量的前提下提高风量稀释并排出工作面、上隅角、回风流中的瓦斯，有效提高工作面瓦斯治理。每天安排测风员对工作面风量进行测定，掌握现场风量情况。

3.1.2 利用瓦斯稀释器稀释瓦斯

针对上隅角及后部溜子处瓦斯异常正大情况，采用工作面架箱中安设矿用瓦斯稀释器来稀释上隅角及后溜子处瓦斯。瓦斯稀释器原理为利用矿压风管压风将高浓度瓦斯吸入稀释器中，利用压风稀释后经稀释器排除稀释后的瓦斯气体，从而降低安设地点瓦斯浓度，有效的降低了高瓦斯地点的瓦斯浓度，保证了作业地点正常作业。

3.1.3 施工上下隅角沙袋墙

按工作面推进进米，每推进10m在工作面上下隅角内施工单道沙袋墙，用于控制采空区漏风及防止采空区内高浓度瓦斯涌出导致上隅角、回风流中瓦斯浓度异常增大。

3.1.4 安设专职瓦检员监测监控瓦斯浓度并挂导风帘处理

每班安排专职瓦检员观察检测上隅角、工作面、回风流中瓦斯等有害气体浓度，实时检测上隅角气体，发现瓦斯异常增大危害工作面正常生产时，现场人员吊挂上隅角导风帘，利用导风帘将工作面风量部分导入上隅角处，增加风量稀释并排除上隅角瓦斯，从而降低上隅角瓦斯浓度。

3.1.5 清理通道保证风流畅通

031604南翼工作面生产单位负责对上隅角内存在的煤岩碎屑、方木等杂物进行清理，后部溜子内煤体及时拉空，确保后部溜子及上隅角风路畅通，保证风流能够流通稀释并排除瓦斯等有害气体，从而降低瓦斯浓度，避免瓦斯出现积聚现象。

3.1.6 内因火源管理

现031604南翼工作面每班对采空区内进行注氮管理，利用031604运输顺槽注氮管路将氮气注入采空区内，降低采空区内氧气含量，从而降低采空区遗煤自燃，防止内因火灾造成瓦斯爆炸事故发生。

3.1.7 外因火源管理

（1）进一步强化机电设备的防爆管理。首先提高准入门槛，井下需要使用的电气设备在入井以前必须安排专业技术人员对电气设备进行认真检查，机电设备的防爆性能不合格不得入井。

（2） 进一步加强明火管理。井下严禁进行电气焊作业，如果确实需要进行电气焊作业时必须严格按照煤矿安全规程的要求编制安全技术措施由矿总工程师组织相关部门进行会审，并经矿长审批后严格按照安全技术措施的要求贯彻执行。

（3）防止井下产生静电火花。风筒、皮带等材料必须是防静电阻燃材料，入井人员严禁穿化纤衣服下井。井下电网接地必须到位。

（4）严格执行放炮管理。现场需放炮作业时，必须执行“一炮三检”及“三人连锁放炮”规定，放炮前后洒水降尘。

4 结语

依据上述031604南翼工作面瓦斯治理方案及灾害预防措施，031604南翼工作面上隅角瓦斯浓度从采取措施前的0.85 %下降到现在的0.18%—0.34%，瓦斯治理效果非常好，确保了工作面的安全生产。该工作面绝对瓦斯涌出量为3.08m3/min，井下发生瓦斯超限及瓦斯爆炸隐患已得到有效控制。煤炭瓦斯在治理过程中有很多需要注意问题，企业在生产过程中，要结合具体问题具体分析和治理，提高科学有效的治理对策，让煤矿瓦斯治理的安全工作落到实处，煤矿瓦斯治理不是一项简单的工作，不是一朝一夕就可以做好的，不论是管理人员还是入井作业人员都要明白瓦斯治理的重要性，利用科学合理的治理方案和措施，持续改进并完善治理工作，方能保证井下瓦斯治理工作的稳步进行。

参考文献

[1]肖远见.沿层钻孔周围瓦斯渗流压力方程及三维数值分析[J].矿业安全与环保，2004，26（3）：36-37.

[2]林柏泉，张建国.矿井瓦斯抽放理论与技术[M].北京：中国矿业大学出版社，1998，（8）：26-27.

[3]张飞，周连春，杨夺等.极限平衡理论在煤矿瓦斯抽放中的应用[J].煤矿机电，2011，（01）：89-90.

[4]钱鸣高，石平玉.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003，（11）：185-186.endprint