谈低瓦斯矿井综放工作面瓦斯异常的治理

李彦忠

（西山煤电集团公司登福康煤业有限公司，山西 临汾 042403）

引言

调查显示，瓦斯爆炸事故在高瓦斯矿井发生的几率非常之小，然而，由低瓦斯矿井综放工作面的瓦斯涌出异常现象导致的瓦斯爆炸事故却时有发生。产生这种差别的主要原因就是在高瓦斯矿井中，无论是上层管理人员还是基层工作人员对于瓦斯的管理都是尤为重视，操作流程严格按照规定来执行，而且高瓦斯矿井通常设有先进的装备和较高的要求标准，因此，高瓦斯矿井很少发生瓦斯爆炸事故。

1 低瓦斯矿井综放工作面瓦斯异常的原因

1.1 工作面煤层局部瓦斯存储量过多

在低瓦斯矿井的工作面上打一定数量的探眼来对瓦斯进行分析，分析结果表明，探眼内的瓦斯普遍具有较高的浓度，平均浓度大约为70%，有些地方甚至高达100%。此外，有项数据统计分析显示，在低瓦斯矿井正常生产的情况下，每天矿井综放工作面中瓦斯的涌出量通常低于2.6m3／min，随着时间的不断推移，瓦斯涌出量越来越高，平均涌出 量 在 3.5m3／min 左 右，甚 至 有 时 高 达4.2m3／min。

1.2 周期来压的影响

随着低瓦斯矿井综放工作面的持续推进，产生的顶板来压会对采空区的气体形成一个冲击的压力，而这个采空区内积存有一定量的瓦斯，在这个冲击压力的作用下，瓦斯会不断涌向矿井综放工作面，这样工作面各个微风处就会出现瓦斯超限的现象，比如在工作面的上隅角以及下隅角、工作面的部分支架的顶梁以及尾梁。

1.3 通风方式的影响

通常而言，利用下行风来达到通风目的是低瓦斯矿井综放工作面通常采取的通风方式，然而，根据气体流动的原理，采空区中瓦斯以其较轻的质量而不断向上部空间漂移，也就是向采空区内漏风方向的反方向漂移，在这种情况下采空区内部的瓦斯无法及时有效的被通风的气流带到外面来，以便在周期来压后，在冲击压力的作用下瓦斯从工作面的架间涌出。

1.4 空间分布不均衡

瓦斯的不均衡分布主要表现为：工作面风流中具有较低的瓦斯浓度，而支架间隙、采空区附近、放煤口、上隅角以及支架前探梁挡板下不能够被风流吹到的地方等则具有较高的瓦斯浓度，而且后者通常是前者的1～3倍［1］。沿着低瓦斯矿井综放工作面的倾斜方向，从风流进入到风流出来的这个过程中，瓦斯的浓度保持逐渐增大的状态，沿着低瓦斯矿井综放工作面的垂直方向，从上到下，瓦斯的浓度同样也是保持逐渐增大的状态。

瓦斯浓度较高的地方主要有：综合采空区支架的顶梁附近、堆置煤的窗口附近以及后部的刮板机附近。综合采空区支架的顶梁附近的瓦斯浓度较高主要是因为这个位置的风速相对较低，而且瓦斯会在顶煤压散的作用下被大量的释放出来，因此，大量的瓦斯聚集于此，形成高浓度瓦斯区。此外，这里的瓦斯会不断地扩散，进入到回采区，并且在顶梁的下面聚集形成一团“瓦斯云”。假如综放工作面的支架发生错茬的情况，支架上方的瓦斯就会不断涌入到工作面中，由此使支架下方回风处聚集过量的瓦斯，产生过高的瓦斯浓度，有的甚至已经达到4%，严重超出该位置瓦斯浓度的限制。放煤窗口附近之所以具有较高的瓦斯浓度，是放煤时采空区会涌出大量的瓦斯，而这个位置的风速相对较低，因而瓦斯不能及时得到稀释，继而使瓦斯大量堆积。后部刮板机附近瓦斯浓度偏高是因为此处的通风断面较小，无法确保有效的通风，风流在阻碍物的影响下极易形成涡流，这便大大降低了该区域的风速，瓦斯不能被有效的排出，就会造成该区域的瓦斯超限问题。

2 低瓦斯矿井综放工作面瓦斯异常的治理措施

2.1 适当调整工作面的通风量

为了防止瓦斯异常情况发生，在原来工作面通风量的基础上，可以适当予以增加。比如，低瓦斯矿井工作面的风量为1 160m3／min，经过调整，可以增至1 500m3／min。对于低瓦斯矿井工作面的通风量，要始终坚持每日测定的原则，在一定程度上保证工作面风流的可靠性以及稳定性。

2.2 合理运用移动式抽放系统

对于积聚在低瓦斯矿井综放工作面回风隅角区域内的瓦斯，可以利用移动式抽放系统对其进行抽放，降低该区域的瓦斯浓度。具体的通风流程为：在综放工作面附近合适的位置施工移动抽放泵站硐室，安装一套移动式抽放泵站，抽放泵为两台，一台工作，一台备用。正压侧管路从泵站安装到总回风巷内，负压侧管路从泵站安装到距离工作面30m处，管路使用直径400mm的铁管。此外，负压侧铁管还要与直径为400mm的负压伸缩风筒配合使用，在风筒末端安装一个铁制花管，并将花管吊挂在上隅角支架末端后部，随着工作面的推进，适时拆除富余抽放管路。与此同时，还要在泵站入口设置流量传感器、高浓度瓦斯传感器，以便于对进入泵站内的瓦斯浓度进行持续的监测，确保不高于2.5%。在抽放泵入口和出口处要设置阀门，目的是当瓦斯从风筒出风口出来的时候，假如传感器检测到其浓度高于1.5%，在这种情况下可以对三通口的大小进行调节来控制泵站吸入的风量，由此实现对管路内吸入瓦斯的浓度进行调节。此外，为了保证瓦斯抽排过程的稳定性，抽放系统全部实现专用变压器和双回路供电［2］。

2.3 加大瓦斯的检查力度

在实际工作中，可以安排2名跟班的瓦斯检查人员定点对容易积聚瓦斯的区域（工作面架顶、后部风流、隅角等）的瓦斯浓度进行测定，通常要求取其中的最大值并进行上报。此外，为了保证安全，要求相关工作人员在进入低瓦斯矿井综放工作面工作的时候，要携带目前应用较广泛的便携式瓦斯检测报警仪，而且在放煤以及拉架等操作的过程中，首先需要做好的第一步就是由操作人员对工作面内的瓦斯浓度进行安全检查。

2.4 做好放煤的工作

做好放煤工作，即要求将原来工作面的“两到一放”更换为“一刀一放”。根据顶板的实际情况，在工作面的上端头以及下端头进行剪网放煤的工作，并且要对上下端头的关门柱进行及时的回撤。与此同时，还要重视隅角处的顶板锚索顺利的退锚，以便做好上隅角以及下隅角的采煤与落煤工作，最大程度地减少所占的隅角空间［3］。

3 结语

综上所述，采取有针对性的瓦斯异常治理措施，能够使瓦斯异常问题得到有效解决。一方面有助于排出生产过程中积聚的大量瓦斯，使瓦斯易积聚区的瓦斯浓度得以大幅度降低，另一方面有助于避免采空区瓦斯周期来压所产生冲击压力作用下的大量压出现象，从而保证工作面回采工作面的安全性，为矿井的安全生产提供可靠保障。

［1］ 薄福利.低瓦斯矿井综放工作面瓦斯异常治理研究［J］.煤矿现代化，2009（1）：127-128.

［2］ 郭继平，宋大伟，任重先.移动式瓦斯抽放系统进行上隅角瓦斯治理的研究及应用［J］.现代工业经济和信息化，2013（8）：37-39.

［3］ 李冠兰.低瓦斯矿井瓦斯涌出异常综合治理的实践［J］.煤炭科技，2012（3）：40-41.