分析高瓦斯易自燃煤層回收礦井殘采工作面通風(fēng)安全保障技術(shù)

高鵬展 劉曉博

（義煤集團(tuán) 楊村煤礦，河南 三門峽 472431）

集約化生產(chǎn)是我國(guó)煤礦生存與發(fā)展的必經(jīng)之路，當(dāng)綜合機(jī)械化采煤在條件合適的時(shí)候，它具有高產(chǎn)高效、低成本、經(jīng)濟(jì)效益較高的特點(diǎn)。幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高產(chǎn)高效集約化礦井生產(chǎn)的數(shù)量不斷增多，其中一些礦井的年含量達(dá)到數(shù)百萬噸。然而，由于綜合機(jī)械化采煤開采難度較大、速度較快，導(dǎo)致了采集面瓦斯的涌出強(qiáng)度高、數(shù)量多以及涌出不均勻等特點(diǎn)。另外，綜采面由于采高、采長(zhǎng)較大，導(dǎo)致采空區(qū)的面積較大，從而造成回風(fēng)流和瓦斯?jié)舛瘸^限制，從而對(duì)安全生產(chǎn)造成了很大的威脅。其中，煤壁、落煤以及采空區(qū)是工作面瓦斯涌出的三個(gè)方面，在煤層群開采或者厚煤層分層開采的過程中，臨近層以及分層之間的瓦斯會(huì)通過縫隙或者裂隙向采空區(qū)進(jìn)行涌入。當(dāng)大量涌出瓦斯的時(shí)候，往往會(huì)導(dǎo)致工作區(qū)瓦斯的限額超過限度而被迫停產(chǎn)，甚至?xí)劤芍卮笫鹿剩斐扇藛T傷亡以及經(jīng)濟(jì)上的損失。下面本文就瓦斯的涌出規(guī)律以及通風(fēng)安全保障等各個(gè)方面進(jìn)行探討分析。

1 殘采工作面瓦斯涌出的規(guī)律

當(dāng)生產(chǎn)礦井進(jìn)入了后期開采的時(shí)候，一些老空區(qū)的瓦斯涌出量會(huì)比平常有所增多。另外，由于一些老空區(qū)與周邊小窯的采空區(qū)相連通，在礦井進(jìn)入殘采階段的時(shí)候，工作面的瓦斯會(huì)大量涌出。

舉個(gè)例子，某炭窯溝小型放頂煤工作面在進(jìn)行推進(jìn)10米左右的時(shí)候，上隅瓦斯的濃度在0.5%——0.6%左右，回風(fēng)瓦斯的濃度在0.2%——0.3%左右，瓦斯每分鐘的涌出量為0.96m3左右。當(dāng)工作推進(jìn)到15米的時(shí)候，頂板的瓦斯?jié)舛葹?.8%——0.9%左右，進(jìn)風(fēng)上隅處出現(xiàn)的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.5%，并伴隨著有少量的二氧化碳出現(xiàn)。出現(xiàn)這些現(xiàn)象的主要原因是受到工作面的影響，讓煤體受到影響而碎裂，并在工作面的進(jìn)風(fēng)巷與采空區(qū)中形成大量的裂縫，導(dǎo)致瓦斯沿著裂縫向外涌出。

2 工作面一氧化碳涌出規(guī)律

與瓦斯的情況相似，一氧化碳的涌出也存在著一定的規(guī)律。在礦井開采的后期，由于采空區(qū)的范圍逐步擴(kuò)大。因此工作面在進(jìn)行掘進(jìn)和回采的過程中與已采集地區(qū)的舊巷相連通，導(dǎo)致了一氧化碳不斷出現(xiàn)且濃度逐漸上升。

3 殘采工作面通風(fēng)安全保障技術(shù)分析

根據(jù)相關(guān)資料顯示，某地區(qū)小窯在開采的過程中出現(xiàn)自燃事故，產(chǎn)生的一氧化碳通過互相連通的巷道向山區(qū)大量涌入，導(dǎo)致了礦井必須停產(chǎn)。同時(shí)，為了能夠抑制一氧化碳的流入，技術(shù)人員采取了反風(fēng)、水封等措施，但未能從根本上控制情況。為了能夠有效解決這一現(xiàn)象，本文提出如下幾點(diǎn)建議；

第一，在礦井中提高一氧化碳泄出點(diǎn)的壓力，并用以抵消礦井的一些壓力。并在礦井中的聯(lián)絡(luò)巷各施工一道風(fēng)卡，并在副巷進(jìn)風(fēng)的巷口當(dāng)中設(shè)置3道風(fēng)門，并將連接進(jìn)風(fēng)大巷以及膠帶巷之間的聯(lián)絡(luò)巷打通，并安置一臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)，利用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行升壓。通過升高壓強(qiáng)能夠讓其與礦井的壓力基本平衡。

第二，在一氧化碳涌出較多的地方當(dāng)中，開通排放渠道，在回風(fēng)側(cè)上層空巷當(dāng)中進(jìn)行套棚加固工作，并用黃土進(jìn)行填充，在填充完畢之后，并在30—40米范圍內(nèi)進(jìn)行噴漿。

第三，在該工程進(jìn)行施工的過程中，要提前將瓦斯管放置在上層的空巷當(dāng)中，并對(duì)巖巷坡下的回風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行鏈接，讓一氧化碳能夠直接排到采區(qū)回風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中。這樣便能夠有效解決事故地區(qū)涌出的一氧化碳對(duì)工作區(qū)的影響，有利于礦產(chǎn)的繼續(xù)生產(chǎn)。

4 風(fēng)井封閉時(shí)回收礦井殘采通風(fēng)的安全保障

風(fēng)井封閉的情況經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)，下面本文就風(fēng)井封閉時(shí)礦井殘采通風(fēng)進(jìn)行實(shí)力分析。

炭窯溝風(fēng)井是年代較早的一個(gè)回風(fēng)井。在進(jìn)行采區(qū)回采結(jié)束之后，相關(guān)部門將其改成礦井的一個(gè)進(jìn)風(fēng)井口。風(fēng)井的周圍有一塊很大的保護(hù)煤柱，要對(duì)煤柱進(jìn)行回收工作，就必須要對(duì)炭窯溝風(fēng)井進(jìn)行封閉，保證在工作的時(shí)候，不會(huì)出現(xiàn)送風(fēng)的現(xiàn)象。然而對(duì)風(fēng)井進(jìn)行封閉，又會(huì)造成井下的通風(fēng)壓力有所變化，因此在封閉風(fēng)井的同時(shí)，需要保證進(jìn)風(fēng)井之間的壓力平衡。

炭窯溝進(jìn)風(fēng)井封閉，必然會(huì)導(dǎo)致礦井的壓力有所變化，對(duì)礦井穩(wěn)定的壓力產(chǎn)生影響，導(dǎo)致火區(qū)的溫度升高。這里建議工作人員進(jìn)行相關(guān)的井筒封閉試驗(yàn)。即對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)定，在試驗(yàn)的時(shí)候，要在炭窯溝風(fēng)井內(nèi)進(jìn)行板墻封閉施工。

此外，礦井負(fù)壓升高能夠讓火區(qū)的漏風(fēng)程度加大，使一氧化碳增加，不利于進(jìn)行控制。要保證礦井的安全，就必須要將火區(qū)的范圍控制好。控制方法主要包括：（1）縮小電車巷的斷面，提高巷段的壓力。（2）在巷尾部分進(jìn)行全斷面風(fēng)卡施工，并對(duì)其進(jìn)行風(fēng)量的總控制，抑制一氧化碳的涌出。

5 通風(fēng)保障的安全性總結(jié)

當(dāng)煤礦進(jìn)行殘采之后，礦井內(nèi)的瓦斯以及一氧化碳涌出具有一定的規(guī)律。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)表明，采掘瓦斯涌出量占了礦井瓦斯涌出量的15%——20%左右，礦井瓦斯和一氧化碳具有不穩(wěn)定性，對(duì)礦井的危害較大，因此必須要多加注意。相關(guān)的部門必須要加強(qiáng)煤礦的監(jiān)控，完善監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)一氧化碳進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。這樣有利于對(duì)火災(zāi)早期的預(yù)測(cè)進(jìn)行預(yù)報(bào)，并采取相應(yīng)的措施，防治事故的擴(kuò)大。

通過對(duì)采區(qū)通風(fēng)壓力進(jìn)行及時(shí)、局部調(diào)整，讓采區(qū)的壓力有所上升，減輕對(duì)礦井生產(chǎn)工作產(chǎn)生的危害。在回收礦井風(fēng)井逐漸封閉的時(shí)候，要對(duì)整個(gè)礦井的通風(fēng)壓力進(jìn)行分部，讓采區(qū)以及老火區(qū)的壓力保持平衡。

6 結(jié)束語

進(jìn)行高瓦斯易自燃煤層回收礦井殘采工作面通風(fēng)安全保障技術(shù)的應(yīng)用之后，能夠有效提高礦井采區(qū)的安全性，并有利于創(chuàng)造好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)收益。通過對(duì)工作面采空區(qū)進(jìn)行觀測(cè)，并利用力學(xué)等相關(guān)理論，結(jié)合瓦斯轉(zhuǎn)移特性等相關(guān)因素（氧濃度、瓦斯?jié)舛取B透系數(shù)、壓力分布等）進(jìn)行擬合，能夠有效做好通風(fēng)安全保障措施，從而有利于礦產(chǎn)的生產(chǎn)。

[1]劉繼勇，任新寶，李虎貴，梁衛(wèi)宏.高瓦斯易自燃煤層回收礦井殘采工作面通風(fēng)安全保障技術(shù) [J].礦業(yè)安全與環(huán)保.2009.01(06).

[2]李永兵.高瓦斯易自燃煤層綜放工作面采空區(qū)[D].安徽理工大學(xué).2011.