高瓦斯綜掘巷道瓦斯治理技術研究

李明

摘 要：本文針對煤礦掘進巷道瓦斯的來源及瓦斯治理措施進行了簡要闡述，對掘進巷道正頭及兩幫打鉆孔對瓦斯進行抽放，對工作面如風風流及回風風流中瓦斯進行稀釋，提高掘進安全性及效率。

關鍵詞：瓦斯；掘進；巷道；治理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.075

1 引言

某煤礦年產能力450萬噸左右，采掘面的瓦斯涌出量隨著礦井的延深而呈現增加現象，瓦斯增加量最為明顯的是+500m水平，由原先的低瓦斯變為高瓦斯，嚴重威脅了礦井生產的安全。+500m水平北部的2610m水平回風巷設計長度1740m，當施工至800m長度時，回風風流中的瓦斯常常位于報警裝置的臨界狀態。

2 高瓦斯綜掘巷道瓦斯涌出的主要來源

在2610m水平回風巷沒有掘進情況下，工作面瓦斯含量為0.24%，回風風流中瓦斯含量為0.45%；在掘進情況下，工作面瓦斯含量為0.32%，巷道中部瓦斯含量為0.50%，回風風流中瓦斯含量為0.80%。結合瓦斯增加情況和綜掘巷道現場分析，高瓦斯綜掘巷道瓦斯涌出主要有三個來源：

（1）含瓦斯煤塊在膠帶輸送機上輸送時釋放出的瓦斯。

（2）采煤機切煤時，回采面含瓦斯煤煤體受到震動碎裂，瓦斯從裂隙中涌出。

（3）進行探水、支護等作業時，需要打一定規模的鉆孔，瓦斯沿著此類鉆孔涌出。

伴隨綜掘巷道的推進，瓦斯涌出量也隨著增加，故在巷道掘進中須制定并實施相關瓦斯治理的安全措施。

3 高瓦斯綜掘巷道瓦斯治理技術分析

該礦煤層較松軟，瓦斯含量高，煤層密閉性強，在對煤層進行掘進時，瓦斯涌出集中度高，涌出量大，在未采取掘抽同時進行技術措施前，共發生了瓦斯超限報警9次，巷道瓦斯最高濃度高達1.79%，平均瓦斯濃度高達0.80%。通過采用了掘抽同時進行的綜合治理技術后，杜絕了瓦斯超限的發生，可顯著提高礦井經濟效益。

（1）可減少瓦斯涌出量。通過在掘進迎頭及巷道兩幫施工瓦斯抽放鉆孔，可有效減少掘進工作面及巷道內的瓦斯濃度，回風總巷的濃度穩定保持在0.25%-0.45%之間，該技術對于高瓦斯煤礦瓦斯治理效果非常顯著。

（2）可減輕采掘銜接壓力，提升掘進效率。鉆場采用邁步方式布置，與掘進面保持20m的安全距離，鉆孔抽放瓦斯與工作面掘進互不影響，瓦斯抽放范圍較大，在解決了高瓦斯問題的同時，還大大提高了掘進效率，減輕了掘采環節之間的銜接。

4 高瓦斯綜掘巷道瓦斯治理技術措施

該礦針對瓦斯治理采取“一井一策”、“一面一策”的治理措施，將2610m水平回風巷作為一級治理區塊，采取了如下有效的瓦斯治理措施。

4.1 工作面迎頭打鉆孔對煤層瓦斯進行提前釋放

對于高瓦斯綜掘巷道，在掘進前對工作面迎頭打多排鉆孔，對煤層瓦斯進行提前釋放，帶所釋放的瓦斯被稀釋至安全濃度后，再進行采掘。綜采迎頭面鉆孔布置4排，每排6個鉆孔，孔徑60mm，鉆孔水平布置，水平長度14m。

4.2 采用大功率的通風機

采用大功率通風機，加大如風風流的風壓及風量，以此來增加風速，加快對綜掘面超標瓦斯的稀釋。該礦綜采工作面采用2*50kW局扇，配套直徑1000mm的阻燃風筒，可提供800-850m3/min的風量。

4.3 工作面抽掘同步進行

布鉆工作面與掘進頭保持20m的超前距離，打鉆（孔徑110mm）與掘進同時進行。

（1）布置鉆場。在同幫鉆場80m間距情況下，瓦斯抽放鉆場步距按照40m布置，為使鉆場空間能滿足要求，同時減少施工工程量，鉆場通常以外寬7m、內寬5m、深4.5m形式布置，高度與采掘巷道高度一致，沿著底板施工。

（2）布置鉆孔。每個鉆場分為左右兩個鉆場，共布置5個鉆孔，其中有一個為超前探孔。鉆孔布置形式為扇形，能抽放鉆孔輪廓線周圍20m內的瓦斯。前一個鉆場內鉆孔抽放瓦斯完畢后，才能進行新鉆場的施工，新鉆場施工完后繼續向前掘進10m巷道，并且在新鉆場施工鉆孔時，距離掘進工作面至少保留20m的安全距離。在鉆孔施工中，超前探孔須首先施工，最后施工抽放鉆孔，這樣才能有對煤層瓦斯有較高的抽放率，抽放濃度可達17%，純瓦斯流量達1.2-1.4m3/min。

（3）抽放系統。在每個抽放鉆孔通過軟鋼絲管道與巷道頂板的總排瓦斯管道相連，煤層內的瓦斯通過鉆孔引至鋼絲軟管中，然后進入頂板的瓦斯排放管道，最后排放至總回風巷后，通過風機排出地表。

4.4 瓦斯治理效果及能力評估

安裝2*50kW局扇情況下，綜采掘進工作面的瓦斯治理效率為4m3/min，抽采瓦斯治理效率為6m3/min，綜合治理效率為9m3/min，可滿足高瓦斯綜掘巷道的瓦斯治理要求。

5 結語

依據該礦高瓦斯綜掘巷道瓦斯涌出特點，對其采用了打抽放鉆孔治理的技術后，綜掘工作面及巷道瓦斯濃度大大降低，再沒有出現過瓦斯超標現象，礦井安全得到保證。在鉆孔抽放瓦斯過程中，還應注意以下問題：

（1）使用雙風機通風時，由于有2條風筒同時向掘進工作面送風，由加上作業空間狹小，工作環境較差，在此情況下，應將副風機出風口布置在距離工作面16-25m的位置，以避免2條風筒占據工作面的空間。

（2）使用功率大風壓高的局扇時，風筒的吊掛必須平直，及時維護且管理要到位，防止風筒彎折導致通風不暢，局部風壓增大，風筒破裂，工作面無法獲得新鮮風流，進而導致瓦斯超標。

（3）高瓦斯綜掘工作面需風量大，新鮮風流風速較快，為防止煤粉被吹起產生煤粉懸浮物，發生爆炸危險，需合理建設灑水防塵系統，對工作面及巷道沖洗要徹底，保證健康的工作環境。

（4）可在距離掘進工作面迎頭90-190m瓦斯和風流穩定處安裝風窗，通過調節風窗來增加巷道內空氣的壓力，對巷道產生一定的壓力，從而減緩了瓦斯的涌出速度及涌出量。

（5）可通過寬幫對高瓦斯涌出區域進行治理。采用新的掘進工藝，獲得寬度較大的巷道，通過綜掘機切割大塊的成型煤，利用成型落煤把瓦斯和入風風流隔離，引導風流從巷道一側排出，壓縮了瓦斯存在空間。

參考文獻：

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