苗東升
煤礦開采工作中安全問題是人們一直關注的重點問題,煤礦回采工作面的瓦斯安全問題則是重中之重,隨著科學技術的不斷發展進步,越來越多的新型施工設備得到了應用,提高了煤礦開采的效率,但是存在瓦斯安全隱患,本文針對煤礦回采工作面瓦斯安全管理問題進行了探討,希望提出可行的管理措施,提高煤礦回采的安全性。
在煤礦開采工作中,對瓦斯災害的防治是人們一直關注的熱點問題,而在煤礦回采中工作面瓦斯安全問題一直是行業研究重點,現代化煤礦開采工作效率不斷提升,但是煤礦回采工作面推進過程如果太快,煤塊體積就會變小,產出很多的粉末狀的煤,工作面被拉長,瓦斯就會在短時間內涌出,增加瓦斯處理的難度,針對這種情況需要不斷加強管理,提高煤礦回采工作面瓦斯安全管理質量。
一、煤礦回采工作面瓦斯產生的原因
在煤礦開采過程中,采空區、煤粉與煤壁是煤礦回采工作面瓦斯產生及涌出的主要區域,相關研究資料表面,采空區涌出瓦斯的概率是相對比較大的,而且采空區產生的瓦斯含量占煤礦總瓦斯量的一半以上,部分區域的含量還有可能會在70%以上。(皮燕,回采工作面瓦斯積聚與運移動力學過程研究[D].湖南科技大學,2015.)采空區區域中殘留的煤渣與周圍煤層存在的瓦斯是這一區域瓦斯的主要來源,瓦斯會子采空區域呈現規律性的分布,而分布的方式則主要是受流場的影響,空氣密度比瓦斯密度大,所以,瓦斯會在采空區的低流速層面進行聚集,而且會在低流速層面的上層漂浮,在采空區內的一些比較深的角落通常聚集的瓦斯濃度會更大,這些角落聚集的大量瓦斯危險性也更大。
二、煤礦回采工作面瓦斯安全管理措施
1、調節進風量與風壓
對煤礦回采工作中的瓦斯涌出情況進行控制,可以采取多種方式進行,比如對進風量及風壓進行調整,相關研究表明,在對煤礦回采工作面中的瓦斯與風量進行測量時會出現以下情況,在風量達到一定程度之后就會增加這一區域的瓦斯涌出量,一些情況下的瓦斯增加量會達到數倍之多。(劉云飛.基于Monte Carlo優化神經網絡的工作面瓦斯涌出量預測研究[D].西安科技大學,2014.)風量過大就會對回采工作面產生一定的破壞,采空區域的漏風量就會隨之增加,這時采空區域內就會帶出很多瓦斯,這對瓦斯的有效控制也增加了難度。而且,在采空區內如果氧化層變寬就會增加這一區域的火災發生幾率。所以,要注意回采工作面的風量不能過小,但是也不能過大,需要根據實際情況對風量進行合理控制,進而實現對工作面瓦斯的有效管理。
在煤礦回采工作面內風流壓力增大的情況下,就會造成大量瓦斯沿著工作面涌入,在增加風量的同時也會加大瓦斯含量,尤其是在采空區域,這一特點更加明顯。(霍亮亮.高瓦斯煤層群初期開采瓦斯抽采方法研究[D].河北工程大學,2014.)如果過量瓦斯在采空區進行聚集就會影響工作面的正常工作,針對這種情況可以選擇在回風通道中設置一個對風壓進行調節的裝置,從而減少瓦斯堆積問題的發生概率。調節風壓的方法是多樣化的,回采工作面的形狀呈U型,可以根據相關理論對壓強進行調節,從而解決工作面瓦斯含量過高的問題。先對工作面空氣的最大流量進行測量,根據流量數值對調節裝置進行正確設置,進而增加空氣的流通阻力。這種方式可以增加迎風側的空氣壓力,而兩側的回風壓力差就會隨之減少,對空氣中含有的瓦斯進行稀釋,也可以阻止瓦斯從工作面涌出,減少回風位置的瓦斯量,比如在回風巷口設置調節風門可以達到這一效果。
2、在煤礦回采工作面瓦斯安全管理中應用風障
在煤礦回采工作面瓦斯安全管理中使用風障,主要是能夠為那些有風量需求的區域引風,也就是在風量需求不大或不需要風量的區域設置一道屏障,防止過量的風流進入這一區域。(常志華.保德煤礦88303工作面瓦斯涌出量動態分源預測[D].遼寧工程技術大學,2014.)根據煤礦回采工作面的實際情況,將屏障設置在工作面進風隅角位置,這樣可以避免外部空氣的進入,防止太多的空氣流進采空區域之中。可以把屏障吊在工作面的回風隅角位置,使這一角落的空氣量得到增加,這樣區域內的瓦斯濃度就會降低了,防止產生瓦斯聚集的問題,將瓦斯安全隱患扼殺在萌芽狀態。
3、煤礦回采工作面瓦斯抽采管理
在煤礦回采過程中如果出現了瓦斯含量超標的情況,而通過風排的方式難以解決,這時就可以采取抽采的方法來解決,抽采主要包含三種不同的方式,一個是預抽瓦斯。在工作人員進行挖掘工作時,根據要求的距離確定鉆場,間隔一般在60米左右,每個鉆場中都需要布置鉆孔,鉆孔數量大約在8個左右,鉆孔直徑大約為9厘米,對煤層進行瓦斯預抽,降低這一區域在回采過程中的瓦斯含量,實現治理瓦斯的效果。第二種是邊采邊抽的方式,在工作面回采過程中,通過掘進期間的鉆場對煤層與采空區進行瓦斯抽放,在設計上應該合理確定鉆孔位置,具體的施工方法和設計需根據相關規定操作。第三種為地面鉆孔抽取瓦斯,根據地理環境的變化及實際情況,在煤礦回采面上方地面進行鉆孔,從地面對地下瓦斯進行抽取,鉆孔要保留到整個開采工作結束之后。
煤礦回采工作面瓦斯安全管理工作的開展是一個長期的過程,很大一部分的煤礦事故與管理工作中存在的問題有著直接關系,所以,需要尋找事故的源頭,不斷提高煤礦通風管理水平,加強對瓦斯的管理力度,總結相關管理經驗,最大程度的避免煤礦事故的發生,減少財產損失,保護煤礦開采人員的生命安全,實現煤礦生產的安全發展,提升煤礦開采經濟效益與社會效益。