分析高瓦斯易自燃煤層回收礦井殘采工作面通風安全保障技術

高鵬展 劉曉博

（義煤集團 楊村煤礦，河南 三門峽 472431）

集約化生產是我國煤礦生存與發展的必經之路，當綜合機械化采煤在條件合適的時候，它具有高產高效、低成本、經濟效益較高的特點。幾年來，隨著科學技術的不斷發展，高產高效集約化礦井生產的數量不斷增多，其中一些礦井的年含量達到數百萬噸。然而，由于綜合機械化采煤開采難度較大、速度較快，導致了采集面瓦斯的涌出強度高、數量多以及涌出不均勻等特點。另外，綜采面由于采高、采長較大，導致采空區的面積較大，從而造成回風流和瓦斯濃度超過限制，從而對安全生產造成了很大的威脅。其中，煤壁、落煤以及采空區是工作面瓦斯涌出的三個方面，在煤層群開采或者厚煤層分層開采的過程中，臨近層以及分層之間的瓦斯會通過縫隙或者裂隙向采空區進行涌入。當大量涌出瓦斯的時候，往往會導致工作區瓦斯的限額超過限度而被迫停產，甚至會釀成重大事故，造成人員傷亡以及經濟上的損失。下面本文就瓦斯的涌出規律以及通風安全保障等各個方面進行探討分析。

1 殘采工作面瓦斯涌出的規律

當生產礦井進入了后期開采的時候，一些老空區的瓦斯涌出量會比平常有所增多。另外，由于一些老空區與周邊小窯的采空區相連通，在礦井進入殘采階段的時候，工作面的瓦斯會大量涌出。

舉個例子，某炭窯溝小型放頂煤工作面在進行推進10米左右的時候，上隅瓦斯的濃度在0.5%——0.6%左右，回風瓦斯的濃度在0.2%——0.3%左右，瓦斯每分鐘的涌出量為0.96m3左右。當工作推進到15米的時候，頂板的瓦斯濃度為0.8%——0.9%左右，進風上隅處出現的瓦斯濃度達到0.5%，并伴隨著有少量的二氧化碳出現。出現這些現象的主要原因是受到工作面的影響，讓煤體受到影響而碎裂，并在工作面的進風巷與采空區中形成大量的裂縫，導致瓦斯沿著裂縫向外涌出。

2 工作面一氧化碳涌出規律

與瓦斯的情況相似，一氧化碳的涌出也存在著一定的規律。在礦井開采的后期，由于采空區的范圍逐步擴大。因此工作面在進行掘進和回采的過程中與已采集地區的舊巷相連通，導致了一氧化碳不斷出現且濃度逐漸上升。

3 殘采工作面通風安全保障技術分析

根據相關資料顯示，某地區小窯在開采的過程中出現自燃事故，產生的一氧化碳通過互相連通的巷道向山區大量涌入，導致了礦井必須停產。同時，為了能夠抑制一氧化碳的流入，技術人員采取了反風、水封等措施，但未能從根本上控制情況。為了能夠有效解決這一現象，本文提出如下幾點建議；

第一，在礦井中提高一氧化碳泄出點的壓力，并用以抵消礦井的一些壓力。并在礦井中的聯絡巷各施工一道風卡，并在副巷進風的巷口當中設置3道風門，并將連接進風大巷以及膠帶巷之間的聯絡巷打通，并安置一臺局部通風機，利用局部通風機進行升壓。通過升高壓強能夠讓其與礦井的壓力基本平衡。

第二，在一氧化碳涌出較多的地方當中，開通排放渠道，在回風側上層空巷當中進行套棚加固工作，并用黃土進行填充，在填充完畢之后，并在30—40米范圍內進行噴漿。

第三，在該工程進行施工的過程中，要提前將瓦斯管放置在上層的空巷當中，并對巖巷坡下的回風系統進行鏈接，讓一氧化碳能夠直接排到采區回風系統當中。這樣便能夠有效解決事故地區涌出的一氧化碳對工作區的影響，有利于礦產的繼續生產。

4 風井封閉時回收礦井殘采通風的安全保障

風井封閉的情況經常會出現，下面本文就風井封閉時礦井殘采通風進行實力分析。

炭窯溝風井是年代較早的一個回風井。在進行采區回采結束之后，相關部門將其改成礦井的一個進風井口。風井的周圍有一塊很大的保護煤柱，要對煤柱進行回收工作，就必須要對炭窯溝風井進行封閉，保證在工作的時候，不會出現送風的現象。然而對風井進行封閉，又會造成井下的通風壓力有所變化，因此在封閉風井的同時，需要保證進風井之間的壓力平衡。

炭窯溝進風井封閉，必然會導致礦井的壓力有所變化，對礦井穩定的壓力產生影響，導致火區的溫度升高。這里建議工作人員進行相關的井筒封閉試驗。即對壓力進行測定，在試驗的時候，要在炭窯溝風井內進行板墻封閉施工。

此外，礦井負壓升高能夠讓火區的漏風程度加大，使一氧化碳增加，不利于進行控制。要保證礦井的安全，就必須要將火區的范圍控制好。控制方法主要包括：（1）縮小電車巷的斷面，提高巷段的壓力。（2）在巷尾部分進行全斷面風卡施工，并對其進行風量的總控制，抑制一氧化碳的涌出。

5 通風保障的安全性總結

當煤礦進行殘采之后，礦井內的瓦斯以及一氧化碳涌出具有一定的規律。根據相關的統計表明，采掘瓦斯涌出量占了礦井瓦斯涌出量的15%——20%左右，礦井瓦斯和一氧化碳具有不穩定性，對礦井的危害較大，因此必須要多加注意。相關的部門必須要加強煤礦的監控，完善監控系統，對一氧化碳進行持續監測。這樣有利于對火災早期的預測進行預報，并采取相應的措施，防治事故的擴大。

通過對采區通風壓力進行及時、局部調整，讓采區的壓力有所上升，減輕對礦井生產工作產生的危害。在回收礦井風井逐漸封閉的時候，要對整個礦井的通風壓力進行分部，讓采區以及老火區的壓力保持平衡。

6 結束語

進行高瓦斯易自燃煤層回收礦井殘采工作面通風安全保障技術的應用之后，能夠有效提高礦井采區的安全性，并有利于創造好的經濟和社會收益。通過對工作面采空區進行觀測，并利用力學等相關理論，結合瓦斯轉移特性等相關因素（氧濃度、瓦斯濃度、滲透系數、壓力分布等）進行擬合，能夠有效做好通風安全保障措施，從而有利于礦產的生產。

[1]劉繼勇，任新寶，李虎貴，梁衛宏.高瓦斯易自燃煤層回收礦井殘采工作面通風安全保障技術 [J].礦業安全與環保.2009.01(06).

[2]李永兵.高瓦斯易自燃煤層綜放工作面采空區[D].安徽理工大學.2011.