高瓦斯综掘巷道瓦斯治理技术研究

高瓦斯综掘巷道瓦斯治理技术研究

张华

山东鲁岳工程科技有限公司山东肥城271600

摘要：我国煤矿瓦斯地质条件复杂，瓦斯灾害严重，瓦斯突出和瓦斯爆炸灾害频繁发生，严重影响了煤炭安全生产。基于此，为了促使我国煤炭行业能够稳定发展，在接下来的文章中，将围绕高瓦斯综掘巷道瓦斯治理技术展开详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

关键词：瓦斯；掘进；巷道；治理

引言：比如我国某煤矿年产能力450万吨左右，采掘面的瓦斯涌出量随着矿井的延深而呈现增加现象，瓦斯增加量最为明显的是+500m水平，由原先的低瓦斯变为高瓦斯，严重威胁了矿井生产的安全。+500m水平北部的2610工作面回风巷设计长度1740m，当施工至800m长度时，回风风流中的瓦斯常常位于报警装置的临界状态。

一、综掘工作面瓦斯涌出的主要来源

（一）落煤瓦斯涌出

由于综掘与炮掘工艺不同，掘进速度要比炮掘快2-4倍，破煤量大、连续性强，且机械化割煤煤块碎度大而均匀，赋存于煤块中大量游离瓦斯在很短的时间内即可释放出来，极易造成迎头瓦斯时常超限。

（二）两帮煤壁瓦斯涌出

由于综掘速度快，两帮煤壁不断暴露，在矿山压力作用下，两帮煤体中的应力平衡遭到破坏，出现了透气性大大增加的卸压带，两帮以里15m范围内煤体中的瓦斯沿卸压带的裂隙向巷道内不断涌出。两帮煤壁瓦斯涌出强度随着两帮暴露时间的延长而降低，而巷道内的瓦斯浓度从迎头至后逐渐积聚增大，这样就造成了回风流中瓦斯时常超限。

二、高瓦斯综掘巷道瓦斯治理技术分析

我国大部分的矿煤层较松软，瓦斯含量高，煤层密闭性强，在对煤层进行掘进时，瓦斯涌出集中度高，涌出量大，在未采取掘抽同时进行技术措施前，能够引发多次瓦斯超限报警，巷道瓦斯浓度极高。钻场采用迈步方式布置，与掘进面保持20m的安全距离，钻孔抽放瓦斯与工作面掘进互不影响，瓦斯抽放范围较大，在解决了高瓦斯问题的同时，提高了掘进效率，减轻了掘采环节之间的衔接。

三、高瓦斯综掘巷道瓦斯治理技术措施

（一）合理选择通风设备

由于风筒出口至迎头快速折返，而掘进机、转载机等机械设备导致迎头风流紊乱，特别是风筒另一侧巷帮与煤壁极易形成一个无风的三角区域，造成落煤瓦斯涌出在此区域内积聚。比如说，某矿在32下1风巷中选用2BKJNO6.3型压入式局部通风机，功率为2*30kW，风筒直径800mm，掘进工作面的风量为434m3/min，并使风筒至迎头距离始终不得超过5m，确保风筒另一侧不出现无风区域，减少落煤瓦斯涌出在迎头滞留时间，有效避免了迎头瓦斯积聚,迎头探头（T1）一般显示在0.3%以内。

（二）工作面迎头打钻孔对煤层瓦斯进行提前释放

对于高瓦斯综掘巷道，在掘进前对工作面迎头打多排钻孔，对煤层瓦斯进行提前释放，带所释放的瓦斯被稀释至安全浓度后，再进行采掘。综采迎头面钻孔布置4排，每排6个钻孔，孔径60mm，钻孔水平布置，水平长度14m。

（三）采用大功率的通风机

采用大功率通风机，加大如风风流的风压及风量，以此来增加风速，加快对综掘面超标瓦斯的稀释。该矿综采工作面采用2*50kW局扇，配套直径1000mm的阻燃风筒，可提供800-850m3/min的风量。

（四）工作面抽掘同步进行

布钻工作面与掘进头保持20m的超前距离，打钻（孔径110mm）与掘进同时进行。首先，布置钻场。在同帮钻场80m间距情况下，瓦斯抽放钻场步距按照40m布置，为使钻场空间能满足要求，同时减少施工工程量，钻场通常以外宽7m、内宽5m、深4.5m形式布置，高度与采掘巷道高度一致，沿着底板施工。另外，布置钻孔。每个钻场分为左右两个钻场，共布置5个钻孔，其中有一个为超前探孔。钻孔布置形式为扇形，能抽放钻孔轮廓线周围20m内的瓦斯。前一个钻场内钻孔抽放瓦斯完毕后，才能进行新钻场的施工，新钻场施工完后继续向前掘进10m巷道，并且在新钻场施工钻孔时，距离掘进工作面至少保留20m的安全距离。在钻孔施工中，超前探孔须首先施工，最后施工抽放钻孔，这样才能有对煤层瓦斯有较高的抽放率，抽放浓度可达17%，纯瓦斯流量达1.2-1.4m3/min。最后，抽放系统。在每个抽放钻孔通过软钢丝管道与巷道顶板的总排瓦斯管道相连，煤层内的瓦斯通过钻孔引至钢丝软管中，然后进入顶板的瓦斯排放管道，最后排放至总回风巷后，通过风机排出地表。

（五）巷帮钻场内施工顺层孔

由于两帮煤体瓦斯涌出量大，最后都聚集在回风流中，回风探头(T2)经常处于临界状态，采用局部通风已无法解决瓦斯超限问题，根据工作面瓦斯涌出情况该矿采取了两帮走向顺层孔抽放的办法。掘进中每隔80m在巷道两帮施工各一巷帮钻场，左右帮钻场错茬8m。钻场施工好后，必须及时打钻抽放。采用SGZ-IB型钻机在钻场内沿巷道掘进方向和掘进相反方向分别施工一排顺层孔，钻径Φ73mm，控制巷道帮向煤壁2*12m范围，前后两钻场间钻孔应接茬，不留空白带，孔深40*42m，每施工完一个钻孔后必须冲刷钻孔，保持钻孔通畅，以利于封孔抽放，采用聚胺脂封孔，封孔深度不小于5m，保证严密不漏气，确保抽放效果，接上抽放管路合茬抽放。

（六）相关辅助单位要密切配合，加强各部门之间的业务联系

通风区每班派一名专职人员负责检查、维护通风设施，发现问题及时处理，确保后路风筒无破口、无漏风现象，保持整列风筒平、直、紧、稳，环环吊挂好，并加大瓦斯监测力度，对该巷道必须有专门的瓦检员。机运部门确保巷道内所有的机电设备“三专两闭锁”，严禁失爆现象的发生。地质部门必须做好煤层预测预报工作，由于褶曲、断层等地质构造异常带使得煤层中的瓦斯分布具有明显的不均衡性，在该地段施工，必要时必须提前采取超前钻孔预排煤层瓦斯的辅助措施[1]。

（七）钻孔抽放瓦斯过程中注意事项

第一，使用双风机通风时，由于有2条风筒同时向掘进工作面送风，由加上作业空间狭小，工作环境较差，在此情况下，应将副风机出风口布置在距离工作面16-25m的位置，以避免2条风筒占据工作面的空间；第二，使用功率大风压高的局扇时，风筒的吊挂必须平直，及时维护且管理要到位，防止风筒弯折导致通风不畅，局部风压增大，风筒破裂，工作面无法获得新鲜风流，进而导致瓦斯超标；第三，高瓦斯综掘工作面需风量大，新鲜风流风速较快，为防止煤粉被吹起产生煤粉悬浮物，发生爆炸危险，需合理建设洒水防尘系统，对工作面及巷道冲洗要彻底，保证健康的工作环境；第四，可在距离掘进工作面迎头90-190m瓦斯和风流稳定处安装风窗，通过调节风窗来增加巷道内空气的压力，对巷道产生一定的压力，从而减缓了瓦斯的涌出速度及涌出量；第五，可通过宽帮对高瓦斯涌出区域进行治理。采用新的掘进工艺，获得宽度较大的巷道，通过综掘机切割大块的成型煤，利用成型落煤把瓦斯和入风风流隔离，引导风流从巷道一侧排出，压缩了瓦斯存在空间[2]。

结论：

随着矿井机械化程度的提高，综合机械化在煤巷掘进中的使用日趋广泛，它具有推进速度快，劳动强度低等优点，但是高瓦斯掘进工作面由于瓦斯易于超限而限制了它的使用，不能充分发挥快速掘进的优越性。为此，可以将矿在32下1风巷瓦斯进行治理，最终能够实现高瓦斯巷道综掘平均月进尺500m以上，有效缓解了矿井接替紧张局面[3]。

参考文献：

[1]刘治源，高瓦斯煤矿综采面瓦斯挤压防治技术[J].煤炭与开采，2017（14）：52-55.

[2]刘心茹.煤矿瓦斯防治技术研究[J].煤炭科学技术,2017(12)：29-32.