盧 波

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，山西 介休 032000）

瓦斯是制約煤礦開(kāi)采作業(yè)的一項(xiàng)重要影響因素。過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間煤礦開(kāi)采期間，經(jīng)常采取U型和U+L型方式通風(fēng)，這種通風(fēng)方式雖然能夠起到通風(fēng)效果，但是，容易出現(xiàn)影漏風(fēng)現(xiàn)象，這也會(huì)導(dǎo)致瓦斯在工作面隅角發(fā)生聚集，會(huì)對(duì)后續(xù)煤礦開(kāi)采安全性造成嚴(yán)重威脅，而采取Y型通風(fēng)方式，能夠使煤礦開(kāi)采作業(yè)安全性得到進(jìn)一步提高。

1 工程概況

以某煤礦3217工作面為例，對(duì)比采取的U+L型通風(fēng)和Y型通風(fēng)方式，全面分析主輔進(jìn)風(fēng)巷具體風(fēng)量配比情況，結(jié)合煤礦具體情況，進(jìn)行適當(dāng)分析，依據(jù)分析結(jié)果制定出一套合理的瓦斯治理方案。

2 治理瓦斯技術(shù)相關(guān)內(nèi)容探究

1）適當(dāng)加大礦井通風(fēng)量，或者結(jié)合具體情況進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，從而降低煤礦開(kāi)采時(shí)，作業(yè)環(huán)境內(nèi)瓦斯?jié)舛?，以免因?yàn)橥咚節(jié)舛冗^(guò)高，危害作業(yè)人員健康，或者發(fā)生爆炸事故，造成人員傷亡[1]。

2）結(jié)合煤礦開(kāi)采具體情況，要全面結(jié)合瓦斯抽放作業(yè)，從源頭入手，針對(duì)采掘空間內(nèi)的瓦斯等各項(xiàng)有害氣體的治理，減低事故發(fā)生幾率[2]。

3）采取科學(xué)方式完成瓦斯卸壓和低壓卸載，以免煤礦開(kāi)采時(shí)發(fā)生瓦斯突出問(wèn)題，而引發(fā)爆炸等安全事故。

3 3217工作面瓦斯治理方案

分析通風(fēng)作業(yè)時(shí)采用的U+L型通風(fēng)形式，以3217工作面為例進(jìn)行探討，在工作開(kāi)展時(shí)，工作面回風(fēng)槽瓦斯?jié)舛葹?.48%，瓦斯涌出量為41.18 m3/min。如果在具體作業(yè)開(kāi)展期間，若采取通風(fēng)方式難以確保瓦斯治理達(dá)到預(yù)期，要借助瓦斯抽放形式降低瓦斯?jié)舛?。依?jù)工作面3216作業(yè)中采用的治理方案，對(duì)3217工作面作業(yè)期間采取的治理方案進(jìn)行總結(jié)，具體體現(xiàn)如下：

1）3217工作面開(kāi)展時(shí)，在作業(yè)前期階段，針對(duì)每層瓦斯，要采用鉆孔方式進(jìn)行適當(dāng)抽采，在具體作業(yè)開(kāi)展期間，要將抽采鉆孔設(shè)置在作業(yè)面主輔進(jìn)風(fēng)巷位置，針對(duì)作業(yè)開(kāi)展中的鉆孔，要將鉆孔直徑控制在125 mm以上，設(shè)置的鉆孔間距要控制在1.1 m，從而為后續(xù)煤層抽采作業(yè)開(kāi)展奠定基礎(chǔ)[3]。

2）依據(jù)3217工作面具體情況，設(shè)置了沿空巷Y型通風(fēng)，在具體作業(yè)開(kāi)始，為了確保煤礦開(kāi)采作業(yè)穩(wěn)定進(jìn)行，提高作業(yè)質(zhì)量，要采用高水材料填充工作面回采階段巷旁位置，同時(shí)，要保留工作面進(jìn)風(fēng)巷，將其作為采取該通風(fēng)方式時(shí)的工作面回風(fēng)巷，確保在煤礦開(kāi)采期間，主輔進(jìn)風(fēng)巷長(zhǎng)期保持穩(wěn)定進(jìn)風(fēng)狀態(tài)[4]。采取該進(jìn)回風(fēng)方式，形成了合理的Y型通風(fēng)方式，從而確保煤礦開(kāi)采作業(yè)穩(wěn)定進(jìn)行。

3）抽采臨近瓦斯層，具體抽采時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況采取頂板傾向鉆孔方式，具體設(shè)置要將讓鉆孔之間的距離控制在14.5 m，而且要將鉆孔深度控制在38.0 m左右，保證鉆孔合理。需要注意的是抽采臨近瓦斯層時(shí)，要全面結(jié)合情況提前開(kāi)采，而且采掘開(kāi)展期間，要科學(xué)卸載瓦斯，通過(guò)對(duì)鉆孔方式進(jìn)行應(yīng)用，科學(xué)抽采瓦斯。

4）對(duì)于瓦斯?jié)舛容^高情況下的治理，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)規(guī)定，采取埋管方式進(jìn)行抽取，采空區(qū)內(nèi)瓦斯釋放量大，這也就會(huì)導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛冗^(guò)大，因此，利用埋管方式排放瓦斯，將直徑大小為22 cm埋管以間距為14.5 m形式埋設(shè)在留巷充填體內(nèi)部。在進(jìn)行抽采作業(yè)時(shí)，需要控制好抽采量和濃度，該項(xiàng)工作主要通過(guò)控制填充體內(nèi)埋管數(shù)，以及開(kāi)啟數(shù)量決定，通過(guò)對(duì)上述方式，能夠合理轉(zhuǎn)變采空區(qū)內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，從而使采空區(qū)內(nèi)瓦斯發(fā)生涌出現(xiàn)象得到解決[5]。

4 Y型通風(fēng)技術(shù)在3217工作面中的應(yīng)用

將Y型通風(fēng)方式應(yīng)用在3217工作面后，計(jì)算進(jìn)風(fēng)主巷與進(jìn)風(fēng)輔巷配風(fēng)量，要在確?？傦L(fēng)量不變且穩(wěn)定基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)，合理模擬不同進(jìn)風(fēng)巷配比風(fēng)量情況，主要采用管道模式如下頁(yè)表1所示。

表1 不同進(jìn)風(fēng)巷配比風(fēng)量情況

分析不同配風(fēng)比情況，在總風(fēng)量保持不變情況下，如果主巷與輔巷配風(fēng)量存在一定差異，這將會(huì)使主巷形成的作業(yè)面沖刷風(fēng)流與輔巷所提供的風(fēng)流發(fā)生混合，以及相互擾動(dòng)情況，該項(xiàng)現(xiàn)象發(fā)生在上隅角處，如圖1所示。

圖1 作業(yè)面上隅角處

通過(guò)對(duì)上隅角處拐彎位置情況進(jìn)行觀察可以發(fā)現(xiàn)，在該位置處存在膠帶順槽風(fēng)流，如果該處產(chǎn)生的風(fēng)流遭受到輔巷進(jìn)風(fēng)因素影響，這會(huì)導(dǎo)致靠近采空區(qū)位置處形成渦流區(qū)域。在該情況下，如果主巷與輔巷配風(fēng)量比例較大，則在工作面隅角內(nèi)側(cè)區(qū)域形成渦流會(huì)呈現(xiàn)出減小趨勢(shì)[6]。相反，如果主巷與輔巷配風(fēng)量比例較小，則在工作面隅角內(nèi)側(cè)區(qū)域形成渦流會(huì)呈現(xiàn)出變大趨勢(shì)，從實(shí)際情況來(lái)看，這不僅無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯情況的合理治理，還會(huì)導(dǎo)致上隅角處的瓦斯?jié)舛炔粩嗵岣?，并且?duì)整個(gè)工作面通風(fēng)效果造成不良影響，對(duì)煤礦開(kāi)采作業(yè)順利進(jìn)行造成不良影響，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)斐扇藛T傷亡，危害巨大。因此，針對(duì)3217工作面開(kāi)采時(shí)，要設(shè)置Y型通風(fēng)形式，需要結(jié)合作業(yè)面設(shè)計(jì)情況，最終將主巷與輔巷配風(fēng)量比例設(shè)置為3∶1，目的就是大幅度提高瓦斯抽采效果，為煤礦開(kāi)采作業(yè)順利進(jìn)行保駕護(hù)航。

5 治理3217工作面瓦斯效果分析

3217工作面設(shè)置了Y型通風(fēng)方式之后，該工作面開(kāi)采作業(yè)時(shí)，不會(huì)發(fā)生瓦斯超限現(xiàn)象，不僅提高了煤礦開(kāi)采作業(yè)開(kāi)展時(shí)的安全性，而且減少安全事故的發(fā)生。下面為采取Y型通風(fēng)方式后的作業(yè)效果：

1）3217工作面在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，設(shè)置了Y型通風(fēng)，同時(shí)，在全面結(jié)合實(shí)際情況基礎(chǔ)上，設(shè)置了沿空巷，使排放瓦斯效果得到了顯著提高，提高了3217工作面開(kāi)采效率，該工作面開(kāi)采作業(yè)能夠提前16個(gè)月完成。同時(shí)，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，取消了過(guò)去采用的專業(yè)排放瓦斯抽排巷道，通過(guò)對(duì)方式的應(yīng)用，一方面有效消除了3217工作面處銜接問(wèn)題，另一方面也降低煤礦開(kāi)采時(shí)治理瓦斯成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2）提高了瓦斯質(zhì)量效果，3217工作面開(kāi)展采掘作業(yè)時(shí)，并未發(fā)生瓦斯超限問(wèn)題，而且在煤礦開(kāi)采時(shí)，大幅度降低了瓦斯涌出現(xiàn)象。在3217工作面設(shè)置Y型通風(fēng)系統(tǒng)，有效優(yōu)化、改進(jìn)了工作面瓦斯通風(fēng)系統(tǒng)。

Y型通風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的U+L型通風(fēng)系統(tǒng)相比，其治理瓦斯效果得到了進(jìn)一步增強(qiáng)，降低了瓦斯涌出量，而且能夠避免3217工作面在進(jìn)行割煤期間存在高濃度瓦斯?fàn)顟B(tài)。采用Y型通風(fēng)瓦斯系統(tǒng)可以提高瓦斯治理效果的原因如下：第一，沿空留巷中的巷旁填充體密封性強(qiáng)，可以合理隔離采空區(qū)與工作面中巷道，從而確保在進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)大量瓦斯涌入到作業(yè)面，對(duì)開(kāi)采作業(yè)造成不良影響情況的發(fā)生。第二，采用Y型通風(fēng)方式，能夠確保工作面始終保持正壓，有效規(guī)避了瓦斯涌出現(xiàn)象的發(fā)生，而且也能夠消除過(guò)去煤礦開(kāi)采時(shí)工作面上隅角處出現(xiàn)大量瓦斯聚集，而影響煤礦開(kāi)采，以及發(fā)生爆炸事故。

6 結(jié)語(yǔ)

煤礦開(kāi)采是一項(xiàng)危險(xiǎn)性很高的工作，其中最為重要的一項(xiàng)影響因素就是瓦斯，如果沒(méi)有采取合理措施治理瓦斯，可能會(huì)引發(fā)爆炸事故，危害巨大。在瓦斯治理上設(shè)置Y型通風(fēng)系統(tǒng)排風(fēng)效果良好，因此，煤礦企業(yè)在具體工作開(kāi)展期間，要結(jié)合具體情況，科學(xué)設(shè)計(jì)Y型通風(fēng)系統(tǒng)，降低瓦斯?jié)舛瘸蕃F(xiàn)象出現(xiàn)幾率，確保煤礦開(kāi)采穩(wěn)定進(jìn)行，創(chuàng)造更高經(jīng)濟(jì)效益。