综放开采工作面初采期间瓦斯和火防治技术研究

综放开采工作面初采期间瓦斯和火防治技术研究

孙博

新疆新投煤业有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：煤矿井下作业环境复杂多变，生产环节相互交织，且危险源分布较多，因此综采工作面是各种灾害危险程度较高的区域。其中，火灾是危害较大、影响较广的重点灾害之一，是煤矿安全生产和矿工生命安全的重要影响因素。基于此，对综放开采工作面初采期间瓦斯和火防治技术进行研究，仅供参考。

关键词：综放开采面；初采；瓦斯；火

引言

矿产资源在我国社会发展过程中具有重要地位，而煤矿生产则是获取煤炭资源的必要过程。为了确保煤矿安全生产工作的顺利完成，矿井地质工作的开展重要且必要。为了做好矿井地质工作，首先需要分析矿井地质工作的重要性，以此作为后续工作的参考，这样的思考有利于达成煤矿安全生产工作的改革目标，确保相关工作的开展更加顺利。

1工作面瓦斯和采空区自燃情况分析

根据巷道围岩的力学特性，用途和通风情况，将一采区回风上山型截面设计为直壁半圆拱形。根据一采区回风上山工作面停止期间的监测数据以及初始开采期间的潜在瓦斯和火灾隐患，具体条件如下：一采区回风上山正常开采期间工作面，上角瓦斯由高屋顶巷道控制，一采区回风上山工作面的旧屋顶质地更好。硬质粗砂岩厚度为9.46m，结合相邻工作面的开采条件，工作面的初始压力阶跃为80-100m。工作面从明挖前移后，初始采矿范围为30m。由于压力低，顶煤难以开采。在初始开采期间，没有煤石，并且在跌落后很难回收顶煤。因此，在此期间，顶板隧道不能与采空区连通，顶板抽采隧道也不能起到截煤和放顶瓦斯的作用。采空区的悬空区域可能积聚大量高浓度气体。在顶板倒塌之前，一部分气体通过工作面的漏气气流被带到工作面的上角，这很容易导致上角气超过极限。在最初的开采期间，顶煤没有放出，导致采空区中有大量残留煤。同时，大面积的悬空区域将增加空气泄漏并增加氧化区的面积。

2风机通风在采煤中的作用

传统采煤的通风工作中，最为常用的是抽出式矿井通风系统，该系统在通风中也具有一定的优势，但也会给通风工作带来不良的影响。首先，该系统的运行中，矿井通风风流从风井口进入，再进入到煤层掘进区域，最后通风新风流通过回风风井口经主通风抽吸排至大气中。如其中设立了备用风机，主要是为了避免运行风机出现问题，便于及时备换，这个转换过程被称为矿井倒机过程。但在这一转化过程中，从电机开始停止、阀门控制再到风门开启和关闭都需要一定的时间才能完成，在此之中，每一个过程都极有可能对矿井内部带来影响，对矿井的安全带来威胁。对此，就需要在上述每个步骤的转化过程进行相关的生产保障设施，避免出现较大的安全威胁。保障技术通常会采用瓦斯预抽技术，可以有效防治瓦斯浓度过高现象。优化开采煤岩层之间的孔隙裂隙结构需要提前对煤层钻孔抽采瓦斯，使采煤层与未开采煤层中瓦斯的扩散得到提高，促使瓦斯可以通过煤岩层向外流动扩散。而瓦斯的提前抽采工作一般则是通过瓦斯抽采管直接从地面进行抽取，但是在采煤过程中深度会不断的延伸，矿井和开挖条件也会发生改变，这也就极易出现瓦斯抽采泄露的现象，增加瓦斯抽采难度，使大量的瓦斯回到新风流中。

3工作面瓦斯治理技术研究

3.1加强束管火灾监测系统

在一采区回风上山工作面上总共布置了四个束管监控点。第一测量点沿工作面的回风槽布置在截止孔处。开采后，将其与工作面一起埋入采空区中，直到工作为止。开采结束或进入窒息区后，瓦斯浓度不会改变。第二和第三测量点在回风槽和第一测量点之间以30m和60m的间隔布置，并嵌入工作面。在采空区，第二和第三测量点逐渐穿过冷却区，氧化区和窒息区。监测采空区的气体成分和浓度。同时，可以计算出第一矿区的回风和上坡工作面。当第二个和第三个测量点进入窒息区时，第二个和第三个测量点将重新排列；第四个可移动测量点位于回风的拐角处，并跟随工作面前进并移动以监测上角的气体组成和浓度。束管监测系统实现对采空区和上角的O2，N2，CO，CH4，C2H4和其他气体含量的24h连续循环监测。在确定并分析了自然火象素气体之后，它可以预测和预测火点的自燃及时变化。

3.2工作面外因火灾防治措施

除由遗煤自燃产生的内因火灾外，在工作面发生的外因性火灾也将对安全生产造成重大影响，因此必须制定针对性防治措施，具体如下：（1）加强易燃物品管理禁止在工作面及周边区域储存油料、棉纱等易燃物品。另外，在设备维修、擦拭期间产生的废布、棉纱等物，应就近装入回收装置，带回地面。（2）使用阻燃性材料首先，皮带输送机应采用具有阻燃性能的皮带，防止皮带跑偏或异常工况下摩擦起火；其次，对于皮带输送机头部周边及油料库区域，应采用阻燃性支护材料；最后，在两侧顺槽内应施工防火门墙，同时保证有足够数量的封门用防火板。（3）布置区域灭火设施在巷道内每隔50m设置一个洒水“三通”，每个支架底座处安设一道喷雾；在油料库、皮带输送机、液压支架旁，合理设置灭火器、沙箱等灭火装置。（4）电气火灾防治首先，做好电气故障防护，防止电气火灾发生；其次，在电气火灾发生时，应及时切断电源，并使用不导电材料进行灭火。

3.3防止瓦斯事故的发生

在煤矿开采过程中，瓦斯爆炸是影响最大的事故之一。瓦斯爆炸、瓦斯突出等事故，都是威胁煤矿开采安全的重大恶性事故，其对于施工安全的影响是很大的。因瓦斯爆炸事故的突发性强，波及的范围也很广，所以对于工程的危害程度也更高。一旦出现瓦斯事故，施工人员将面临严重的安全威胁。以往在对瓦斯事故进行处理的过程中，普遍会把工作重点放在“一通三防”等方面，忽视地质工作当中瓦斯检测的重要性。其最直接的影响便是对于瓦斯事故的风险控制只集中于事后控制，并不能做到未雨绸缪，因此无法从根本上对瓦斯事故进行预防。故近年来，集团公司试着将地质和瓦斯工作结合起来，从地质的角度研究瓦斯，绘制瓦斯地质图，开展瓦斯地质预测预报等工作。

3.4采煤机控制

为适应智能化工作面的设计要求，在满足基本控制功能的基础上，采煤机要有精确的采高控制、准确的煤机位置信息以及记忆割煤等功能。1)基本功能。采煤机具备按钮控制和无线遥控等功能，实现采煤机的远程操作;具有各运行参数监测功能;具有端头操作、就机操作、应急近控操作、离机遥控操作等常规操作手段，也可实现巷道自动运行及远端操作方式;采用大屏幕中文显示，便捷查看系统内部的操作指令及工作信息;可以通过引入矿方的瓦斯浓度监测系统的检测数据实现采煤机速度与瓦斯浓度的联动控制。2)自动化功能。采煤机控制系统具备采高自主定位、位置自主定位、记忆截割功能、远程双向通讯功能，实现以记忆割煤为主，远程干预为辅的生产工作模式，其主要功能有:记忆截割、整机检测、数据传输、远程控制、采高定位、位置定位、智能调高。

结束语

为有效地解决综采面瓦斯涌出问题，采取高抽巷、底抽巷联合布置方式综合治理瓦斯。实践证明，综采面近85%的瓦斯量可以完成抽采，表明工作面的瓦斯抽采量能够满足要求，且效果较为明显，具有较好的应用性。

参考文献

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