采煤工作面瓦斯治理的技术研究

李彬 高洪亮 唐晓君

摘 要：煤炭是为我国能源结构中重要的能源物质，在现阶段的采煤工作中，虽然因为自动化技术等发展，采煤工作的安全性得到了很大的提升，但是煤炭作业中瓦斯还是当前没有彻底解决的一个问题，对于煤炭的采集造成了非常不利的影响，通过对大量的数据进行研究可以发现，煤炭采集工作中，因为瓦斯所引起的安全事故在近年来的比重逐步上升，需要深刻的认识到这一问题，采取科学的手段对其进行防治，促进煤炭采集作业安全性的提高

关键词：高瓦斯；低透气性；突出煤层

一、引言

煤炭是我国工业的“粮食”，我国煤炭资源储量可观，给国民经济带来了巨大的贡献，但是煤矿事故造成人员的伤亡和财产损失也应引起重视，其中，瓦斯事故一直位于煤矿事故之首。

根据历年来瓦斯事故的统计，虽然事故数在逐渐减少，但是死亡人数仍然居高不下，瓦斯治理的形式依然严峻。

国内外学者对高瓦斯厚煤层覆岩裂隙瓦斯分布规律及抽放进行了大量的研究，采用微震监测对采空区覆岩高位裂隙体识别进行了研究，研究得出，采空区中部的离层裂隙由于顶板垮落的原因，会被移动的覆岩压实，并在采空区周围形成了一个不规则闭合“圆柱形横卧体”裂隙区；研究了近距离煤层群上行开采条件下高位被保护层工作面瓦斯的治理，对高位被保护层工作面瓦斯运移规律及覆岩裂隙演化进行分析，为高位被保护层工作面瓦斯抽采方案的选择提供了理论支持。

煤炭开采的地区因为环境的原因，会出现大量的瓦斯，长期的采集经验表明，瓦斯在煤炭采集中的出现是不可避免的，为此，利用各种手段对瓦斯进行处理，杜绝因为其浓度到达一定的程度所造成不利的影响，成为了当前煤炭采集作业的重要问题。

二、瓦斯治理现状

1、开采难度越来越大

我国的煤炭开采有着非常悠久的历史，这就使得很多的煤矿随着开采的继续，每层深度不断的增大，这一现象不但使得开采难度越来越大，对于技术的要求不断的变高，相对于瓦斯浓度来说，因为煤炭资源的深入挖掘，瓦斯的浓度和压力这类因素也因此得到了巨大的上升，使得现阶段的煤炭挖掘作业因为瓦斯所受到的制约已经逐渐超出了技术范围，开采中发生瓦斯安全事故的现象已经开始增多，严重影响了我国煤炭资源的安全使用。

2、瓦斯抽取设备落后

通风系统不科学虽然我国的煤炭开采技术已经较为成熟，但是很多的煤炭开采企业并没有因为煤层的深入增加新的开采设备，尤其是对煤层深入之后，面对逐渐增加的瓦斯浓度并没有采取相应的设备更新，使得落后的瓦斯抽取设备并不能和现在的煤炭开采环境所匹配，极大的影响了煤炭开采的安全性。

并且煤层的深入挖掘，对于通风系统的性能要求越来越高，但设计难度也会增大，所以很多工程使用的通风系统性能越来越低。

3、管理方式不科学

因为煤层深入之后，需要增加更多的开采人员，大量的没有深层开采工作经验的人员涌入，使得这一方面必须要用较为科学的管理，就我国目前的一些民营煤炭开采企业来说，自身实力的欠缺，使得中层管理人员的数量和质量缺乏，在下井管理上存在较为严重的监管漏洞，这些新進入煤矿内部的员工，虽然已经进行了短暂的学习，但是因为自身实力的欠缺，在这进入矿洞进行开采还有很多的是施工要领掌握的不够纯熟，违规操作和一些错误的开采方式在其中的大量运用，使得产生了非常多的安全隐患。

三、采煤工作面瓦斯治理的技术措施

1、改善通风系统

通过对瓦斯对于煤炭开采中的危害性进行分析可以发现，降低瓦斯在矿井中的浓度将能够很好地抑制瓦斯对于采矿的影响，为此，对矿洞内进行相应的同分，是当前解决瓦斯问题的重要手段，通常来说，通风系统的改善主要包括如下两个方面，

第一，增加通风系统设计的科学性，现在的通风系统的设计时间较早，都是在曾经较为浅的矿洞的基础上进行设计的通风系统，随着当前矿层的深入开采，这一通风系统的工作性能已经那一满足目前煤炭开采环境的要求，尤其是一些环境较为复杂的矿井内部，这些传统的通风系统根本不能够将新鲜的空气传递到这些区域，使得这一区域范围内的瓦斯浓度持续升高。为此，我国根据这一问题已经设计了多种通风系统的设计方案，就目前的使用反馈效果来说，U 型通风系统在使用上不但能够应付复杂矿洞区域内的通风情况，并且在使用中因为该系统在使用和维护方面非常的便捷，保证了通风系统在长时间工作中的稳定性。

第二，瓦斯在煤矿采集过程中很可能会因为煤岩层中有着非常丰富的瓦斯，使得开采这一区域时瓦斯浓度的上升速度过快，使得仅仅使用通风系统难以满足作业环境中为此较低的瓦斯浓度条件，针对这一状况，企业应该在仔细的对煤层的含瓦斯量进行准确的勘测，在出现较高的瓦斯的煤岩层时，使用现在工作性能更好的瓦斯抽取机器，并在工作之前对实地情况进行仔细的检查和计算，保证抽取的力度能够满足这一区域的工作要求。

2、优化采煤工作面瓦斯抽放设计方案

（1）顺层钻孔预抽本煤层瓦斯

煤层中蕴含的瓦斯在不同的区域浓度不同，需要进行瓦斯抽取的区域大部分情况都是在工作面进行，同时在工作面的工作时间较长，为此在这一区域的瓦斯抽取工作需要更加的精细。为了达到这一要求，企业对于这一工作需要有着较大的监管力度，在进行开采前所进行的钻孔压差需要严格控制在 10到 15m 之间，保证这一工作的准确性。

（2）穿层钻孔预抽采煤工作面邻近层卸压瓦斯在进行煤矿采集工作时工作环境非常的复杂，各个工作区域之间的分界方式并不是非常的严格，为此在进行钻孔工作时，为了保证这一工作的安全，防止因为钻孔作业的不科学使得周围的瓦斯全部涌入到工作区域的工作面，出现瓦斯浓度突然升高的现象，就需要在才没工作面有着底抽巷时，对周围邻近的瓦斯进行钻孔，并且保证预抽钻孔均匀布置。

四、结束语

综上所述，我国目前的能源结构决定了对于煤矿开采是非常依赖的，保证煤矿开采工作的安全性，才能够促进我国能够向着更加安全的方向发展。

针对煤矿采煤工作面的瓦斯治理，还需要根据实际的情况做好合理的分析，这样才可以提升瓦斯的治理效率，满足采煤工作面正常工作的需求，确保采煤工作能够顺利开展下去。

参考文献

[1]付德金.采煤工作面瓦斯治理技术探析[J].科技经济导刊，2018，2619：122.

[2]仵自连，张玉华.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.

[3]谢萍，周利华.采动裂隙带卸压瓦斯合理抽放效果分析[J].矿业工程研究，2013，28（1）：43-47.