高瓦斯礦井下瓦斯的通風防治技術研究

勾金文

(汾西礦業集團雙柳煤礦，山西柳林033303)

0 引言

隨著我國經濟的不斷發展，能源短缺問題日益尖銳，煤炭作為一種重要的能源，在行業內面臨著巨大的挑戰，人們關注的焦點逐漸轉向了如何提高開采效率以及開采過程中的安全性。目前，我國煤炭開采的現狀是瓦斯治理的問題，瓦斯問題不僅增加了煤礦開采的難度，也大大降低了開采中的安全性。據相關統計結果顯示，我國每年由于瓦斯問題而導致的安全事故已經高至萬起，這對開采工作者的生命安全造成了很大的威脅，影響了社會經濟的發展。所以，為了降低瓦斯對開采的影響，一定要加強瓦斯災害的防治，提高開采安全性，促進社會經濟更快發展。

1 案例(煤礦)概述

本文的研究選取的是某煤礦，該煤礦面積約為12 km2，煤層厚度為4.1 ～5.9 m，平均厚度為5.0 m。年產量約為180 萬噸。該煤礦的礦井采用的是斜、立井混合開拓的方式。根據相關資料顯示，該煤礦的相對瓦斯涌出量約為19 m3/t，絕地瓦斯涌出量約為34 m3/t，在匪類上屬于高瓦斯礦井。在該礦井的通風瓦斯防治系統中，主要使用了并列式通風，另外，在回風井中安裝的是風量為4 500 m3/min 的通風設備。

2 煤礦中瓦斯概況

我國煤炭行業發展日益壯大，與此同時，煤礦中的瓦斯問題日益嚴峻，人們對煤礦安全的關注度逐漸上升。瓦斯對煤炭的安全開采有很大的影響，所以在煤炭開采的過程中，必須要防治瓦斯，采取相關的技術措施。首先要對煤礦的整體情況有一個大體的了解，并根據實際情況采取相應措施，以達到提高安全性的目的。在該礦井中，不同生產時期瓦斯的涌出量也不相同，但是可以確定的是，不論出于那個生產階段，該煤礦都屬于高瓦斯礦井，危險性較大，所以在開采之前，相關技術人員必須采取一系列的預防措施，盡可能降低瓦斯涌出量，保證順利開采。

3 煤礦瓦斯的通風防治技術

由于煤礦中的瓦斯不僅影響著生產，更重要的是瓦斯還威脅著礦井工作者的生命安全，所以，必須要對煤礦中瓦斯進行防治，以達到提高生產效率，提高安全性的目的，實現安全生產。目前，對礦井中瓦斯的防治有很多種措施，但是不論哪一種防治方法，其基礎都是瓦斯的通風防治，只有提供性能良好的通風系統，才能真正實現瓦斯的高效防治，提高生產的安全性，保證煤礦的生產質量。下面介紹了主要的通風防治技術。

3.1 礦井巷道通風系統防治瓦斯

完善通風系統是礦井瓦斯防治的最有效的方法之一。在該煤礦中，礦井采用的是并列式通風的方式。整體而言，礦井中的巷道布置為“兩進兩回”的四巷道布置方式，這樣的布置方式會使煤礦的開采工作面以及各個作業點都會有合適的風速和風量，這樣就形成了一個穩定的通風系統。除了巷道的布置之外，風機的管理也很重要，在該煤礦中，巷道采用了雙向風機自動切換的風機管理模式，簡而言之，當主風機出現故障，此時備用的副風機就會自動啟動并投入使用，這樣既不會有風機故障導致礦井內通風不暢的問題，能夠行之有效地防治瓦斯。另外，在局部的風機中，采用了局扇專用開關以及專用的線路，采取這樣的措施，最大程度上保證了風機能夠正常的運行，大大降低了故障率。除此以外，該煤礦的礦井內還專門設置了2 個排瓦斯回風巷，在這2 個瓦斯回風巷內，堅決不允許進行生產活動，而且在巷道的材料選擇上，專門采用了不可燃的材料，而且還有甲烷探測器裝在巷道內，如果巷道內的甲烷濃度達到或者超過規定的警戒值，那么傳感器就會立即自動切斷開采工作面的電源并且發出警報，提醒井下工作者注意，盡快疏散，并采取相關措施進行處理，這樣在很大程度上減少了事故的發生，提高了井下作業的安全性。

3.2 礦井中局部聚集瓦斯的通風處理

除了上述對礦井整體的瓦斯通風防治之外，在實際的生產過程中，往往會有礦井內局部瓦斯聚集的情況發生。在這種情況下，就要密切注意對局部聚集瓦斯的通風處理。具體操作一般分為以下的幾個方面進行:①回采工作面隅角瓦斯聚集。工作面的隅角極易聚集瓦斯，遇到這種情況，可以選擇在工作面的隅角處掛置擋風板，這樣礦井巷道內的風就會從瓦斯聚集的隅角吹過，使瓦斯稀釋，降低危險，這種方案的特點是經濟適用。②礦井采煤機器設備附近也容易引起瓦斯的聚集，對于這種情況，在礦井中設置降塵防護措施的情況下，可以選擇適當提高工作面的風速稀釋瓦斯，解決瓦斯聚集的情況，但是有一個問題就是工作面的風速不能超過4 m/s。另外，在礦井中密封墻經常也會有瓦斯聚集的情況發生，針對這種情況，首先應該從根源上進行防治，加強堵漏工作，如果這種現象已然形成，那么就要采取風壓導風的方法利用伸縮骨架風筒處理聚集在密封墻的瓦斯。③當礦井中巷道頂板處聚集瓦斯時，如果出現這種情況，可以通過加大巷道中的風速組織瓦斯網巷道頂板處聚集，但是這個風速也有相關的規定，一般來說，巷道風速不宜過高，0.5 m/s 最為合適。

4 瓦斯的預抽

實際的生產過程中，當掘進工作面有異常的瓦斯涌出現象時，一般采取預抽的方法。一般來說，采用大直徑、定向鉆孔進行區域煤層預抽，與此同時，進行工作面采空區以及礦井采空區的瓦斯抽放。關于預抽瓦斯的系統，一般在地面建立抽放系統，其中一套為高負壓抽放系統，另一套為低負壓抽放系統，這就是雙系統、雙管路的抽放系統。總之，低負壓抽放系統的抽放線路為:瓦斯泵站、回風立井、回風大巷、回風下山、回采工作面最后到達采空區抽放。此系統配備了2 臺真空泵，電機功率為315 kW，流量為300 m3/min，主要用于回采工作面以及采空區進行低負壓瓦斯抽放。高負壓的抽放順序與低負壓差異不大，只有最后一步不一樣，高負壓的最后一步為掘進工作面，另外，高負壓抽放系統的真空泵電機功率和流量都比低負壓的要高。

5 結語

由于煤炭礦井中由瓦斯引起的安全事故很多，對井下工作者的人身安全造成了一定程度的威脅，引起了人們的極大關注。從本質上來說，由于每層的瓦斯滲透性較差，而且目前關于瓦斯滲流的規律尚不清楚，這才是瓦斯嚴重威脅著煤炭行業生產的最根本原因。另外，礦井中的瓦斯的聚集情況復雜多變，這給瓦斯的防治增加了難度。瓦斯的防治是一項復雜的系統工作，所以相關的工作人員一定要不斷地探究瓦斯形成的規律，并針對具體的情況研究出相應的處理措施，這樣才能真正實現對瓦斯的防治。

［1］范志勝. 招賢礦井首采區瓦斯抽采設計［J］. 陜西煤炭，2013(12).