复杂条件下回采工作面瓦斯防治技术探讨

成犇

摘 要：礦山开采深度不断增加，机械化的开采强度也越来越多。在比较复杂的条件下，工作面瓦斯容易出现分布不均、密度大等问题。在采矿过程中，由于开采速度快、工作时间长而导致采空区面积过大，瓦斯超标问题，这不利于安全生产，必须得到有效地解决。

关键词：瓦斯抽采;瓦斯超标;开采层

1 工作面回采中瓦斯受到影响的因素分析

1.1 地质因素

瓦斯的形成、储运与矿层地质条件密切相关，地质因素是一个比较重要的因素。不同的地质环境，其底板和层顶的岩性参数也会有所不同，隔气和渗透性能也会不一样。矿层的瓦斯吸附能力和变质程度也随地质环境的不同而变化。在同样的矿深下，瓦斯含量可能会突然间上升，不同区域、不同水文地质环境下，岩浆作用和矿层深度也不一样。

1.2 技术因素

在给定的工作面和明确的工作环境条件下，开采工艺的不足，是导致工作面和采空区瓦斯放出的主因。通风系统、工作面进度、工作面压差、采空区和配风量是影响采矿工艺的主要因素。首先，配风可以使回采工作面有效地控制从采空区放出来的瓦斯。不过如果配风过于小，回风则容易超标。造成上隅角的瓦斯超标原因，采空区会排放大量瓦斯，就是因为配风量比较大，这样采空区会排放大量瓦斯。其次，可使用均压技术，这样来控制瓦斯的放出，如果有瓦斯放出采空区时。第三，采矿工作面如果速度快了，那么采空区，涌出来的瓦斯会突然的增加，矿山的安全生产就会收到威胁。

2 回采工作面瓦斯防治技术研究

2.1 上隅角瓦斯排放

如果要在上隅角排放瓦斯，必须遵循这样的原理：形成一个负压区，此负压区位于工作面的上隅角，在此区域中，瓦斯的紊流要与空气充分地混合。然后通过抽放的管路把瓦斯排出去。在此过程中，要注意上隅角的通风问题，要保持局部通风，不然容易使瓦斯超标。此外，这样也避免了采空区因为漏风而使上隅角放出瓦斯的问题。

有一种方便的操作，上隅角，在回采工作面隅角，用一截软管来连接抽放管路，在上隅角那里插入软管是种有效的模式。由于顶部瓦斯的浓度比较高，软管可以快速地排除。这时候再把软管和木棒固定在一起，在支架上用铁丝悬挂，可以保证软管抽放的效果。

在采空区的上隅角也可安装挡风帘，提高采空区的抽放效率。开采作业有序推进，前段的主管路会被拆除，软管会被反复移动和操作。根据实际情况，在上隅角处设置长度适宜的软管，及时调整软管所处的位置，以得到合理的参数。

2.2 钻孔瓦斯抽放技术

使用钻孔技术对工作面形成开采压力，将顶板裂缝作为排放通道，抽走采空区上隅角及邻近地层的瓦斯。当工作面气体瓦斯相对较高，增风虽然可以在短时间地对付回风流瓦斯量大的情况，但随着开采作业的不断深入，回风流的瓦斯会不断增加，其浓度也会超过限值，在上隅角处聚集。为了有效地解决这一问题，应在回风巷设置好多个高位钻场，在钻场顶板的缝隙处设置钻孔。

2.3 高抽巷排放

在开采过程中，除了通过钻孔抽放和隅角抽放之外，还可能通过高抽巷来排放瓦斯。这个需要考虑布置层位，应该选择顶板处的板缝，且高度要适宜，不能过低或者过高。

3 实际项目应用

3.1 项目概况

某矿山实用的是机械的综合的开采模式，其上板所使用的是垮落模式。其中，瓦斯每分钟放出的绝对量是15m3左右。由于前期工作面技术处理失败，瓦斯在上隅角浓度，超过了规定的标准，相邻层瓦斯排放超过60%。传统的通风不能从根本上解决这一问题，因此要采取综合化的瓦斯控制技术。矿井下使用水力压裂技术，在其开采面通过水力压裂钻孔来打通矿层和顶板孔，在矿层中形成间隙网，形成良好的瓦斯溶解排出通道，提高矿岩的渗透率。在钻场使用的是压裂钻孔，观察压裂后裂缝扩展方向。通过数据对比，使用压裂钻井方法可有效提高瓦斯放出效率，一般提高3倍左右。收集钻孔瓦斯的相关参数，封闭或封堵低浓度瓦斯钻孔，抽排高浓度的瓦斯区，以提高瓦斯的排放负压，同时补充钻孔，提高钻孔施工密度和瓦斯排放效率。

在进行钻孔施工设计前，有关部门应充分调查矿井煤炭建设的地质环境，通风部应根据勘察部所提供的资料进行钻探设计，同时，根据矿层的实际情况来调整钻探角度和位置，将防范瓦斯安全的工作和地质勘探工作结合起来，以确保钻孔覆盖全面，避免瓦斯排放盲点的出现。因此，在生产过程中，必须加强对钻井人员的专业培训。必须指导专业人员开孔、放线，保证钻井施工的准确性。根据底板钻孔长度，相邻层进行钻孔瓦斯排放，X层进行集中抽放，减少瓦斯排放，确保施工安全。

3.2 瓦斯防治效果分析

通过工作面瓦斯综合治理的实践，可以控制瓦斯排放的气体量，从而可以避免瓦斯超标，保障安全生产。通过收集到的相关数据，可以看出强化钻孔的相关参数，不断改进钻孔技术，建立综合的瓦斯治理模式，可以最大限度地提高瓦斯的排放量，确保工作面的安全。

4 结语

在矿山工作中，应使用先进技术，加强复杂环境下瓦斯的防治，有效地排放瓦斯，确保安全生产。此外，企业还需要加强人员的专业培训，提高生产人员的安全意识，始终坚持安全第一的原则，确保矿山开采工作能够安全稳定地运行。

参考文献：

[1]冀晓鹏.上部邻近层抽放技术在工作面瓦斯治理中的应用[J].能源与节能，2019（05）：184-186.