密闭巷道内瓦斯抽排实践

栗军昌 樊付其

摘要：山西小回沟煤业有限公司小回沟矿井为高瓦斯矿井，矿井因施工计划调整于2016年12月11日将2201抽采巷、2201辅运巷、2201运输巷、2202回风巷、2202辅运巷等5条巷道停掘并密闭；2017年4月11～17日之间我们采用瓦斯抽排方法，连续排放了5个密闭巷道内瓦斯；抽排方法与传统风排方法相比，不仅方法简便、投入少、时间短、节省人力，而且瓦斯排放浓度可控，更主要的是该方法安全可靠，避免了使瓦斯排放人员处于瓦斯环境中，对保障安全生产具有重要意义值得推广使用。

关键词：密闭巷道；瓦斯抽排方法；传统风排方法

一、工程概况

山西小回沟煤业有限公司小回沟矿井，位于山西省清徐县西北15km，行政区划属清徐县、古交市管辖；高瓦斯矿井；设计生产能力3.0Mt/a；矿井投产初期开采水平03、2号煤层，现处于基建阶段。根据《山西省煤炭工业厅晋煤瓦发【2012】890号文对涌出量预测报告批复》矿井开采03、2号煤层前期矿井相对瓦斯涌出量为34.88 m3/t、绝对涌出量为220.18m3/min。矿井已建成地面永久抽采泵站，站内已安装八台水环式真空泵，其中高负压抽采系统为2BEC67型水环式真空泵四台、低负压抽采系统为2BEC87型水环式真空泵四台。

矿井因施工计划调整于2016年12月11日将2201抽采巷、2201辅运巷、2201运输巷、2202回风巷、2202辅运巷等5条巷道停掘，并在巷道入口处断开风筒、管线后进行了密闭，各巷道密闭情况如表1所示。

二、抽排思路

利用瓦斯抽采系统负压能在密闭墙内外形成风流循环的原理，在密闭墙上埋设瓦斯抽采管路，通过在墙体上打进风孔或将密闭内风筒拉出密闭墙外方式，向密闭内送风将密闭内瓦斯稀释并带到抽采管路口，通过抽采系统将瓦斯抽排至地面；抽采原理见图1所示。

三、施工方案

第一步：在密闭上方墙体上开凿一个300×300mm方孔，预埋一根φ159mm瓦斯抽采支管和1根ф15mm数据观测管（用于观测密闭内瓦斯浓度），抽采支管一端深入墙体1.5m，另一端与抽采主管进行连接，埋管后进行封孔；在密闭靠近巷道底部处开凿1个100×100㎜见方孔进风孔，开启瓦斯抽采泵站靠负压向密闭内供风，一抽一进在密闭内形成一个风流循环，使密闭内瓦斯不断向密闭处扩散，最终将密闭处瓦斯抽至3%以下。

第二步：将进风孔扩到1000×1000mm，然后用竹竿把密闭巷道内风筒拉出，固定在密闭墙外，利用抽采产生的负压，使新鲜风流沿风筒进入工作面，瓦斯在风流作用下涌向密闭处，通过抽采管抽出。

第三步：待密闭内瓦斯抽排降到0.8%以下并稳定2小时以上后，拆除密闭、停止抽采、开启局部通风机在巷道入口处采用风筒错口送风方法，逐渐增加风量恢复巷道正常通风。

第四步：恢復正常通风0.5小时后，由矿山救护队员进入巷道内全面检查通风和瓦斯情况。

四、施工方法

（一）凿壁

洒水将密闭充分湿润后，开启局部通风机对准密闭墙吹风，并检查密闭处20米范围内瓦斯浓度低于0.5%后，使用铜锤及铜凿在密闭上，先凿上部300×300㎜见方孔、再凿密闭下部100×100㎜见方通风孔。

（二）埋管

凿孔后在孔底密闭墙上摊铺100mm厚C20细石混凝土，将ф159mm抽采管和ф15mm数据观测管按设计位置和深入密闭内长度，安放在细石混凝土上，二次摊铺细石混凝土至ф159mm抽采管顶面，瓦斯抽采管埋设完毕并将阀门关闭后方可开凿下部进风口。

（三）封孔

预埋1根ф159mm抽采钢管和1根ф15mm数据观测管后用快硬细石混凝土进行封孔，并用砂浆进行抹面。

（四）抽采

管路连接后，即开始进行抽采，抽采过程中随时观测地面瓦斯抽采泵站管路上瓦斯浓度值，每班由专业人员在井下使用探仗伸入观测孔内，检查瓦斯浓度，并与地面瓦斯数据进行对照，确定瓦斯浓度降到0.8%以下时，做启封密闭恢复通风准备工作。

五、抽采实例和效果比较

以2201抽采巷为例进行说明

抽采前1天在2201抽采巷密闭下风侧10～15米处设置甲烷传感器（报警浓度0.6%），在2201抽采巷密闭上风侧10～15米处安设电话一部与地面调度中心进行联系。2017年4月11日8：30开始凿壁埋管10：40开始进行抽排，12：15密闭附近瓦斯浓度降至2.8%时开始扩大进风口，13：20将密闭巷道内风筒用竹竿拉出，在负压作用下用风筒向工作面送风，20：50密闭内瓦斯降至0.8%，21：50开始拆除密闭，22：30外部风筒与内部风筒逐步进行错口连接恢复巷道正常通风，22：40巷道通风正常，23：10矿山救护队员进入巷道内全面检查，23：35宣布排放结束。全过程共计用时16小时5分钟，抽采负压10Kpa，抽采支管流量15.47m3/min，抽排过程中作业人员全部在全风压巷道中，未发生瓦斯超限报警情况。

若2201抽采巷采用传统风排方式（风筒错口相接，通过控制风筒接口重合面积调整风量，先小后大、先接5m后接10m风筒交替向前逐段延长（5m距离）由外向里排放密闭内的瓦斯），按照保证排出的巷道回风流中的瓦斯浓度始终小于1.20%，排放人员所经之处瓦斯浓度不超过0.50%计算，预计排放时间需要26小时；排放瓦斯过程中排放人员始终处于瓦斯环境中，且排放瓦斯人员均需要由一定工作经验的老通风工担任，若控风不当有可能造成巷道出口混合风流处瓦斯超限。

六、结语

2017年4月11～17日之间我们采用瓦斯抽排方法，连续排放了5个密闭巷道内瓦斯，且未发生一起瓦斯超限事故；采用瓦斯抽排方法与传统风排方法相比，不仅方法简便、投入少、时间短、节省人力，而且瓦斯抽排浓度可控，更主要的是该方法安全可靠，避免使瓦斯排放人员处于瓦斯环境中，对保障安全生产具有重要意义值得推广与使用。

参考文献：

[1]王魁军.瓦斯抽放的新方法[M].煤炭工业出版社，1996.

[2]周世宁，张建国，矿井瓦斯抽放理论与技术[M].中国矿业大学出版社，1996.

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[6]王显政主编，煤矿瓦斯抽放安全新技术[M].煤炭工业出版社，2002.

[7]李孟阳，瓦斯抽放孔技术研究[D].重庆大学，2012.

（作者单位：中煤第一建设有限公司第十工程处）