＊郝智峰

（山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司 山西 045000）

引言

在煤礦生產(chǎn)中，U型通風(fēng)工作面易致使煤礦瓦斯聚集，而這些煤礦瓦斯會(huì)通過上隅角進(jìn)入回風(fēng)巷，導(dǎo)致煤礦瓦斯超標(biāo)。若想確保煤礦安全穩(wěn)定的開采，應(yīng)科學(xué)運(yùn)用針對(duì)性策略治理煤礦瓦斯。以下主要內(nèi)容為聯(lián)合抽采于U型通風(fēng)工作面的煤礦瓦斯治理策略。

1.煤礦瓦斯的危害

(1)安全危害

當(dāng)前，煤礦瓦斯的安全危害有很多種，其中比較典型的是煤礦瓦斯窒息與爆炸等。事實(shí)上，甲烷本身是沒有毒性的，若是當(dāng)空氣里的甲烷濃度偏高，便會(huì)導(dǎo)致空氣內(nèi)的氧氣濃度下降，礦井中通風(fēng)不良地區(qū)便有可能出現(xiàn)煤礦瓦斯窒息這個(gè)安全危害；當(dāng)煤礦瓦斯和空氣完全融合之后，若是氧氣濃度超過12%，煤礦瓦斯的濃度會(huì)處于5%到16%中間，遇到明火便會(huì)出現(xiàn)煤礦瓦斯爆炸事故，危及生產(chǎn)人員生命安全，阻礙煤礦生產(chǎn)工作順利開展。

(2)污染危害

煤礦瓦斯中含有大量甲烷，而甲烷的溫室效應(yīng)為二氧化碳的20多倍，預(yù)計(jì)在2021年全世界甲烷排放量將增至2800萬噸，其中70%的甲烷都源于煤礦內(nèi)的煤礦瓦斯?，F(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)煤礦瓦斯大量排入空氣之中，導(dǎo)致溫室效應(yīng)嚴(yán)重化，致使資源浪費(fèi)與環(huán)境污染加劇。

2.U型通風(fēng)工作面的煤礦瓦斯治理意義

煤礦瓦斯的具體成分是甲烷，所以極易造成爆炸事故。據(jù)相關(guān)調(diào)查表明，約41%的礦難都是因?yàn)槊旱V瓦斯爆炸所致。因?yàn)槊旱V瓦斯爆炸會(huì)生成巨大的熱量，這會(huì)給生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)人員帶來巨大的傷害。爆炸還會(huì)生成很大的沖擊波，給生產(chǎn)設(shè)備和工作人員帶來巨大沖擊，還會(huì)讓一些煤塵出現(xiàn)爆炸，導(dǎo)致爆炸程度更大。而煤礦瓦斯爆炸會(huì)生成一些有毒氣體，這些有毒氣體會(huì)使工作人員出現(xiàn)窒息的情況。煤礦瓦斯爆炸具有極大的危害性，給煤礦生產(chǎn)人員的生命財(cái)產(chǎn)帶來極大的威脅?；诖?，一定要加大對(duì)煤礦瓦斯的治理工作。隨著現(xiàn)代化社會(huì)的深入發(fā)展，我國(guó)對(duì)煤礦的需求量不斷提高，煤礦開采量也在繼續(xù)增加，煤層內(nèi)的煤礦瓦斯含量也隨之增多，這便導(dǎo)致治理煤礦瓦斯的難度變大。除此之外，因?yàn)橐恍┑V井地質(zhì)條件十分繁雜，外加開采中缺少現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)，也未制定行之有效的安全管理措施，上述因素均會(huì)導(dǎo)致煤礦瓦斯事故出現(xiàn)，為此一定要盡快開展煤礦瓦斯治理工作。

科學(xué)治理煤礦瓦斯，一方面能夠預(yù)防礦難事件出現(xiàn)，另一方面還能確保工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。在對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行治理當(dāng)中，不要只依靠理論，要與煤礦的具體情況進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，只有適合礦井的治理手段，才能實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯治理工作的高效目標(biāo)。其實(shí)煤礦瓦斯治理是一項(xiàng)系統(tǒng)性較強(qiáng)的工作，需要工作人員具備較強(qiáng)的工作能力以及綜合素養(yǎng)，持續(xù)監(jiān)督管理煤礦瓦斯，便于確保煤礦瓦斯?jié)舛仍诤侠矸秶鷥?nèi)，保證煤礦開采工作順利進(jìn)行[1]。

3.U型通風(fēng)工作面煤礦瓦斯積聚的具體原因

現(xiàn)如今，導(dǎo)致U型通風(fēng)工作面煤礦瓦斯積聚的原因有很多，其中比較常見的是，詳細(xì)內(nèi)容如下：第一，在煤礦采空區(qū)，分為原有空區(qū)和采動(dòng)空區(qū)兩種。上述兩種空區(qū)類型形成了十分繁雜的氣體網(wǎng)絡(luò)，外加此煤礦采煤面的通風(fēng)方式是U型式。若是利用垮落法對(duì)U型通風(fēng)工作面進(jìn)行處理，會(huì)導(dǎo)致巷內(nèi)煤礦瓦斯氣體含量增加[2]。第二，在煤礦U型通風(fēng)工作面上，回風(fēng)隅角鄰近煤壁，受上部煤幫支撐力影響，導(dǎo)致U型通風(fēng)工作面出現(xiàn)風(fēng)渦流區(qū)。從渦流區(qū)與風(fēng)速邊界具有的條件看，此種地勢(shì)會(huì)讓風(fēng)經(jīng)過的區(qū)域出現(xiàn)風(fēng)速下降的狀況，處在局部層流的狀態(tài)。另外，此區(qū)域周邊含有眾多煤礦瓦斯，順著風(fēng)向進(jìn)入到回風(fēng)隅角，而采空區(qū)的風(fēng)速接近于零，進(jìn)而在回風(fēng)隅角涌出大量煤礦瓦斯形成煤礦瓦斯漂移帶，受風(fēng)壓影響出現(xiàn)附壁效應(yīng)，導(dǎo)致風(fēng)巷內(nèi)的風(fēng)流將其帶走的難度變大，加大堆積量。第三，在此煤礦內(nèi)，煤層多半是薄煤層和中厚煤層，在提高回采速度的同時(shí)，煤礦瓦斯含量會(huì)增多。當(dāng)前，煤礦頂板一般是黑灰的粉砂巖石，質(zhì)地堅(jiān)硬且不易垮。而在下巷中有很多是空留巷，開采后會(huì)出現(xiàn)漏風(fēng)的問題。讓此種情況極易造成隅角堆積大量煤礦瓦斯。此外，隨著錨索和錨網(wǎng)的利用，也會(huì)在利用完后不及時(shí)拆卸而導(dǎo)致煤礦瓦斯堆積[3]。

4.聯(lián)合抽采于U型通風(fēng)工作面的煤礦瓦斯治理策略

現(xiàn)如今，聯(lián)合抽采于U型通風(fēng)工作面的煤礦瓦斯治理策略有很多，其中比較典型的是科學(xué)設(shè)置風(fēng)帳或煤矸渣袋墻、利用老塘釋放煤礦瓦斯、合理應(yīng)用調(diào)整風(fēng)門增阻技術(shù)、實(shí)施回風(fēng)隅角高位抽放、展開全風(fēng)壓通風(fēng)、構(gòu)建煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，詳細(xì)內(nèi)容如下：

(1)科學(xué)設(shè)置風(fēng)帳或煤矸渣袋墻

當(dāng)前，在煤礦開采中，采煤面主要順著空留巷，并在回采后的下巷管理過程中以煤矸渣袋石墻為中心，其具體運(yùn)用存在漏風(fēng)情況?；诖?，回采后可在煤礦的風(fēng)巷內(nèi)增加兩道煤矸渣袋石墻，預(yù)防風(fēng)流給煤礦采空區(qū)帶來巨大影響，降低漏風(fēng)發(fā)生率。

(2)利用老塘釋放煤礦瓦斯

在煤礦回采中，通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)煤礦上隅角處的瓦斯?jié)舛仍?.8%到1.3%間波動(dòng)。基于此，相關(guān)工作人員需要把此區(qū)域上隅角處的煤矸渣石墻拆卸掉，讓其可以同前區(qū)段的老塘構(gòu)成回風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)而釋放上隅角堆積的煤礦瓦斯，通過該種辦法消除U型通風(fēng)隅角位置的煤礦瓦斯渦流區(qū)，讓煤礦開采工作順利且安全的實(shí)施[4]。

(3)合理應(yīng)用調(diào)整風(fēng)門增阻技術(shù)

調(diào)整風(fēng)門增阻技術(shù)其實(shí)就是在煤礦回采面的分支位置加兩道調(diào)節(jié)通車門，進(jìn)而加大其所對(duì)應(yīng)的阻力。而對(duì)于另一個(gè)分支風(fēng)流來講，其會(huì)在通過風(fēng)隅角后進(jìn)入到前段老塘或尾排巷道中。利用此種手段，還能切實(shí)減小隅角的瓦斯?jié)舛?，增?qiáng)U型通風(fēng)工作面的安全性與穩(wěn)定性[5]。

(4)實(shí)施回風(fēng)隅角高位抽放

現(xiàn)如今，高位抽放為我國(guó)各煤礦運(yùn)用最為廣泛的一種技術(shù)，并且得到了顯著的利用效果。在此技術(shù)運(yùn)用當(dāng)中，應(yīng)合理安排煤礦回采工作的財(cái)力、人力以及物力等方面，并結(jié)合煤礦具體情況確定抽放泵的型號(hào)和煤礦瓦斯抽放管徑，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的工作目標(biāo)[6]。

(5)展開全風(fēng)壓通風(fēng)

開展煤礦回采工作，加大U型通風(fēng)工作面，讓此煤礦瓦斯涌出來大幅度增長(zhǎng)。而若是U型通風(fēng)工作面老頂首次垮落后，U型通風(fēng)工作面的瓦斯涌出量和速度會(huì)比以往更多、更快，從之前的每分鐘5m3變成當(dāng)前的每分鐘12m3。通過多次實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，若是發(fā)生此種情況，未第一時(shí)間的提高U型通風(fēng)工作面的風(fēng)速，便會(huì)在U型通風(fēng)工作面割煤中出現(xiàn)瓦斯氣體超量的問題，且影響U型通風(fēng)工作面常規(guī)開采。而若是及時(shí)提升U型通風(fēng)工作面風(fēng)量，則會(huì)導(dǎo)致U型通風(fēng)工作面對(duì)應(yīng)的壓能大幅度提高，并慢慢讓煤礦采空內(nèi)的高濃度瓦斯離U型通風(fēng)工作面更遠(yuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)平衡的目的。正常情況，U型通風(fēng)工作面采空區(qū)處的瓦斯氣體濃度會(huì)占U型通風(fēng)工作面煤礦瓦斯涌出總量的60%左右，通過加大煤礦采空區(qū)的風(fēng)量，會(huì)讓煤礦采空區(qū)所擁有的瓦斯氣體涌出量及U型通風(fēng)工作面所含有的瓦斯氣體涌出量慢慢變少?；诖?，則能夠讓相關(guān)人員意識(shí)到，在煤礦采空區(qū)瓦斯氣體的治理中，調(diào)整風(fēng)量是最佳的方法[7]。

(6)構(gòu)建煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)

盡管近幾年，國(guó)內(nèi)煤礦U型通風(fēng)工作面的瓦斯治理水平有所上漲，但是整體效率還相對(duì)偏低，為此致使煤礦頻頻出現(xiàn)瓦斯窒息和爆炸事故。煤礦要構(gòu)建健全的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)，進(jìn)入實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)瓦斯風(fēng)速、濃度以及負(fù)壓等，另外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與預(yù)警系統(tǒng)還應(yīng)對(duì)重要的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)煤礦內(nèi)的具體情況，相關(guān)管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握煤礦內(nèi)的安全情況，進(jìn)而第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)瓦斯氣體超過限定的問題，并第一時(shí)間有效處理，預(yù)防更加嚴(yán)重的安全問題出現(xiàn)，影響工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全[8]。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上分析，煤礦企業(yè)要加強(qiáng)聯(lián)合抽采于U型通風(fēng)工作面的煤礦瓦斯治理工作，通過分析U型通風(fēng)工作面煤礦瓦斯積聚的具體原因，找出問題所在，進(jìn)而制定有效的改善措施，提升聯(lián)合抽采于U型通風(fēng)工作面的煤礦瓦斯治理效率，保障煤礦生產(chǎn)的安全性，減小開采人員生命財(cái)產(chǎn)的威脅，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)安定發(fā)展。