上官鑫

（山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司，山西 長治 047100）

在綜采面的生產(chǎn)中，煤層賦存瓦斯涌出量大，需要在作業(yè)現(xiàn)場采取有效的通風(fēng)措施，治理瓦斯，保證礦井的生產(chǎn)安全，提高礦井生產(chǎn)的綜合效益。以A 礦為例，在A 礦的井下綜采面中，采取了Y 型通風(fēng)方式或偏Y 型通風(fēng)方式，在實(shí)際的使用中體現(xiàn)出了一定的漏風(fēng)現(xiàn)象和問題，瓦斯?jié)舛鹊目刂菩Ч焕硐?。改造A 礦井下綜采工作面，要有針對(duì)性的改良不足之處，確保綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性效果。

1 綜采面通風(fēng)系統(tǒng)的改造要點(diǎn)

A 礦井下綜采面的通風(fēng)系統(tǒng)改造中，將原有的Y型通風(fēng)系統(tǒng)改造成U 型通風(fēng)系統(tǒng)，具體的實(shí)踐方法，是要待綜采面推移至與橫川平行狀態(tài)時(shí)，此時(shí)對(duì)橫川采取封閉處理，采空區(qū)內(nèi)部的所有橫川都應(yīng)該保持封閉狀態(tài)，內(nèi)部不留設(shè)沿空留巷?？紤]到在礦井綜采作業(yè)中存在高瓦斯的情況，會(huì)形成落煤的狀態(tài)，產(chǎn)生更多的瓦斯，形成瓦斯?jié)舛瘸薜膯栴}，改造通風(fēng)系統(tǒng)，要將原本的多巷道進(jìn)風(fēng)和多巷道回風(fēng)的特點(diǎn)保留下來，展開進(jìn)一步的改造和升級(jí)，對(duì)上隅角瓦斯?jié)舛瘸薜膯栴}進(jìn)行提前治理，制定綜合防治措施。將采空區(qū)瓦斯抽采作業(yè)和上隅角瓦斯稀釋的作業(yè)相互融合，用兩種方式進(jìn)行對(duì)瓦斯的綜合治理，采空區(qū)瓦斯抽采將會(huì)體現(xiàn)出兩方面的功能，大幅度的降低了采空區(qū)內(nèi)部氣壓，并對(duì)上隅角瓦斯?jié)舛绕鸬搅斯芸刈饔?，降低了上隅角瓦斯?jié)舛人剑瑲鈮旱忘c(diǎn)轉(zhuǎn)移到了采空區(qū)深部，降低了采空區(qū)漏風(fēng)向移動(dòng)至上隅角的風(fēng)險(xiǎn)[1]。在A 礦4312 綜采工作面巷道的布設(shè)中，使用兩進(jìn)兩回的方式，43121 巷道43123 巷道分別被作為主進(jìn)風(fēng)巷道和具有輔助功能的進(jìn)風(fēng)巷道，43122 巷道43124 巷道則被作為回風(fēng)巷道，4312 綜采面通風(fēng)布設(shè)示意圖，如圖1 所示。

圖1 4312 綜采面通風(fēng)布設(shè)示意圖

在采空區(qū)瓦斯抽采中利用到的工藝為立體化瓦斯抽采工藝，布設(shè)高位鉆孔、中為鉆孔，加強(qiáng)對(duì)橫川密閉墻的處理，通過埋管等方式，治理采空區(qū)的瓦斯風(fēng)險(xiǎn)，布設(shè)高位鉆孔、單個(gè)橫穿口，布設(shè)的數(shù)量為4 個(gè)，在綜采工作面頂板上方的40 m 處進(jìn)行布設(shè)，高位鉆孔布設(shè)示意圖，如圖2 所示。布設(shè)中位鉆孔分兩個(gè)層位，一層是在每一層頂板上方的25 m 處，另一層則是在20 m 處位置，橫川密閉墻埋管，是在綜采作業(yè)持續(xù)推進(jìn)時(shí)橫川，逐漸進(jìn)入采空區(qū)的同時(shí)，要將400 mm的瓦斯抽采管預(yù)埋到橫川內(nèi)。

圖2 高位鉆孔布設(shè)示意圖

2 綜采面通風(fēng)系統(tǒng)的改造應(yīng)用效果

綜采工作面作業(yè)期間，瓦斯治理的效果分析中，Y型通風(fēng)節(jié)段和改造后的綜采工作面回風(fēng)巷道風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛认啾龋瑵舛扔兴档?，改造整個(gè)綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)，形成了較強(qiáng)的綜采面瓦斯治理能力。建立起通風(fēng)治理體系，在兩進(jìn)一回的治理模式下，形成了以抽采為主、以風(fēng)排為輔的良好環(huán)境，通風(fēng)治理體系的功能更加完善。在整個(gè)綜采工作期間，上隅角瓦斯體積分?jǐn)?shù)即值始終低于0.8%，抽采瓦斯量顯著的提升，風(fēng)排瓦斯量則呈現(xiàn)出了大幅度降低的趨勢。這說明利用改造后的綜采面通風(fēng)系統(tǒng)，可以提高綜采面煤炭的回采效率，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的生產(chǎn)目標(biāo)[2]。

3 綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化及瓦斯治理的有效措施

3.1 科學(xué)設(shè)置通風(fēng)量

在綜采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)改造和優(yōu)化中，為了提高對(duì)瓦斯治理的效果，發(fā)揮出綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的瓦斯治理目標(biāo)，營造良好的安全生產(chǎn)環(huán)境。在綜合治理瓦斯的過程中，應(yīng)持續(xù)的改造綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)，采取有效的措施，優(yōu)化該系統(tǒng)的性能。例如在設(shè)置通風(fēng)風(fēng)量方面，要確保通風(fēng)風(fēng)量設(shè)置的科學(xué)性。上隅角發(fā)生瓦斯聚集的現(xiàn)象，此時(shí)需要通過增加上隅角位置的風(fēng)流速度的方式，降低瓦斯的濃度，以達(dá)到治理瓦斯的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。通風(fēng)正常的綜采面風(fēng)流的速度是維持一定穩(wěn)定性的，在速度一定的風(fēng)流作用下，該位置的瓦斯?jié)舛鹊貌坏接行У目刂?，保持回采面的生產(chǎn)安全、穩(wěn)定性的前提條件下，要對(duì)采面通風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，科學(xué)的設(shè)置通風(fēng)風(fēng)量，確保綜采面通風(fēng)系統(tǒng)改造的效果，發(fā)揮出治理瓦斯的功能[3]。

3.2 設(shè)置防漏風(fēng)屏障

上隅角位置發(fā)生聚集瓦斯的現(xiàn)象時(shí)，破壞了綜采工作面的生產(chǎn)安全環(huán)境，通過科學(xué)設(shè)置防漏風(fēng)屏障，提高綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)瓦斯治理的效果，可以降低向采空區(qū)域漏風(fēng)量，使涌出的高濃度瓦斯現(xiàn)象得到改進(jìn)。在靠近采空區(qū)域的一旁使用防漏風(fēng)屏障，合理地設(shè)置防漏風(fēng)屏障，對(duì)瓦斯泄漏量進(jìn)行控制，發(fā)揮出防漏風(fēng)屏障的功能。在回風(fēng)巷位置確保屏障安裝的可靠性，具有嚴(yán)密的防漏風(fēng)屏障效果，投入到生產(chǎn)中，提高綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的改造和進(jìn)一步升級(jí)，優(yōu)化整體的綜采工作面安全性能[4]。

3.3 布設(shè)局部風(fēng)機(jī)

將局部風(fēng)機(jī)設(shè)置在回采面的合適位置，可以有效的提高綜采工作面的通風(fēng)效果，防治瓦斯風(fēng)險(xiǎn)，在上隅角位置安設(shè)出風(fēng)口，可以降低上隅角位置的瓦斯?jié)舛?，營造安全、可靠的生產(chǎn)環(huán)境。局部風(fēng)機(jī)的安設(shè)過程需要保持移動(dòng)狀態(tài)，隨著回采工作面的推進(jìn)，局部風(fēng)機(jī)也要隨之移動(dòng)，發(fā)生位置上的變化，發(fā)揮出局部風(fēng)機(jī)的功能優(yōu)勢，降低瓦斯聚集的風(fēng)險(xiǎn)。利用風(fēng)筒吹散上隅角的瓦斯，風(fēng)筒的體積較小，在回采工作面的空間中，占據(jù)的面積有限，局部風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)作中可以起到有效的瓦斯治理效果，對(duì)上隅角的瓦斯?jié)舛燃訌?qiáng)了改善。營造了安全的綜采工作面環(huán)境，在綜采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行中，煤礦生產(chǎn)的安全水平大幅度提高。

3.4 科學(xué)設(shè)置瓦斯尾巷

在治理瓦斯、綜采工作面的通風(fēng)作業(yè)的環(huán)節(jié)，尾巷發(fā)出的作用是不可替代的，使用尾巷的過程中，由于內(nèi)部沒有可燃材料，因此需要在完成了掘進(jìn)作業(yè)之后將支護(hù)用到的物品拆除，例如木棚，此時(shí)在尾巷部分將會(huì)形成頂板冒落的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致通風(fēng)風(fēng)阻進(jìn)一步加重。因此在該問題的治理中，要采取聯(lián)合支護(hù)的方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的支護(hù)方法，通過科學(xué)的測量，在采空區(qū)側(cè)附近進(jìn)行橫向貫通，避免瓦斯尾巷被外部環(huán)境所影響，保持巷道斷面處于良好的狀態(tài)下，清除通風(fēng)阻力，適當(dāng)?shù)慕档屯L(fēng)阻力所帶來的風(fēng)險(xiǎn)，提高對(duì)瓦斯的治理效果[5]。

3.5 設(shè)置和使用擋風(fēng)簾

使用擋風(fēng)簾，保證擋風(fēng)簾設(shè)置的科學(xué)性、合理性，以實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯超限問題的有效防范和治理，例如在上隅角發(fā)生瓦斯超限的現(xiàn)象時(shí)，可以使用擋風(fēng)簾，起到增加風(fēng)量的效果，將風(fēng)流劃分成兩個(gè)部分，借助兩半風(fēng)流的作用，吹散瓦斯上隅角位置流過的風(fēng)，具有較強(qiáng)的瓦斯治理功能。吹散瓦斯，優(yōu)化綜采工作面的安全環(huán)境，在選擇擋風(fēng)簾時(shí)，對(duì)擋風(fēng)簾的材料要加強(qiáng)重點(diǎn)關(guān)注，最好是確保風(fēng)筒部的長度超過10 m。配合使用其他的工具排除瓦斯，例如引射器，可以與擋風(fēng)簾配合使用，排除聚集瓦斯，降低瓦斯?jié)舛?，營造安全的動(dòng)態(tài)工作面環(huán)境，改造綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的功能。

根據(jù)對(duì)綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)改造的成果進(jìn)行分析，在瓦斯治理綜采取有效的方法展開跟蹤觀察，驗(yàn)證瓦斯?jié)舛鹊淖兓瘏?shù)，用有效的方法治理瓦斯，基本上實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的改造和優(yōu)化目的。上隅角位置的瓦斯?jié)舛冉档?，不超過0.55%，煤炭生產(chǎn)的日產(chǎn)量有所提高，這說明利用綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化和瓦斯治理技術(shù)的改進(jìn)，可以有效的降低風(fēng)排瓦斯量，提高綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，實(shí)現(xiàn)高效率的系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)，提高安全生產(chǎn)的水平[6]。

4 結(jié)論

在通風(fēng)系統(tǒng)的改造和瓦斯治理技術(shù)的應(yīng)用研究中，要以提高綜采作業(yè)效率、保證綜采工作面安全性為目的，從安全生產(chǎn)、高質(zhì)量生產(chǎn)兩個(gè)角度著手，采取有效的改造措施，優(yōu)化綜采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)，提高對(duì)瓦斯的治理水平和治理效果，全面提高煤礦生產(chǎn)的作業(yè)安全性和綜合效益。