聯合抽采于U型通風工作面的瓦斯治理探討

＊郝智峰

（山西新景礦煤業有限責任公司 山西 045000）

引言

在煤礦生產中，U型通風工作面易致使煤礦瓦斯聚集，而這些煤礦瓦斯會通過上隅角進入回風巷，導致煤礦瓦斯超標。若想確保煤礦安全穩定的開采，應科學運用針對性策略治理煤礦瓦斯。以下主要內容為聯合抽采于U型通風工作面的煤礦瓦斯治理策略。

1.煤礦瓦斯的危害

(1)安全危害

當前，煤礦瓦斯的安全危害有很多種，其中比較典型的是煤礦瓦斯窒息與爆炸等。事實上，甲烷本身是沒有毒性的，若是當空氣里的甲烷濃度偏高，便會導致空氣內的氧氣濃度下降，礦井中通風不良地區便有可能出現煤礦瓦斯窒息這個安全危害；當煤礦瓦斯和空氣完全融合之后，若是氧氣濃度超過12%，煤礦瓦斯的濃度會處于5%到16%中間，遇到明火便會出現煤礦瓦斯爆炸事故，危及生產人員生命安全，阻礙煤礦生產工作順利開展。

(2)污染危害

煤礦瓦斯中含有大量甲烷，而甲烷的溫室效應為二氧化碳的20多倍，預計在2021年全世界甲烷排放量將增至2800萬噸，其中70%的甲烷都源于煤礦內的煤礦瓦斯。現如今，國內煤礦瓦斯大量排入空氣之中，導致溫室效應嚴重化，致使資源浪費與環境污染加劇。

2.U型通風工作面的煤礦瓦斯治理意義

煤礦瓦斯的具體成分是甲烷，所以極易造成爆炸事故。據相關調查表明，約41%的礦難都是因為煤礦瓦斯爆炸所致。因為煤礦瓦斯爆炸會生成巨大的熱量，這會給生產設備及生產人員帶來巨大的傷害。爆炸還會生成很大的沖擊波，給生產設備和工作人員帶來巨大沖擊，還會讓一些煤塵出現爆炸，導致爆炸程度更大。而煤礦瓦斯爆炸會生成一些有毒氣體，這些有毒氣體會使工作人員出現窒息的情況。煤礦瓦斯爆炸具有極大的危害性，給煤礦生產人員的生命財產帶來極大的威脅。基于此，一定要加大對煤礦瓦斯的治理工作。隨著現代化社會的深入發展，我國對煤礦的需求量不斷提高，煤礦開采量也在繼續增加，煤層內的煤礦瓦斯含量也隨之增多，這便導致治理煤礦瓦斯的難度變大。除此之外，因為一些礦井地質條件十分繁雜，外加開采中缺少現今的科學技術，也未制定行之有效的安全管理措施，上述因素均會導致煤礦瓦斯事故出現，為此一定要盡快開展煤礦瓦斯治理工作。

科學治理煤礦瓦斯，一方面能夠預防礦難事件出現，另一方面還能確保工作人員的生命財產安全。在對煤礦瓦斯進行治理當中，不要只依靠理論，要與煤礦的具體情況進行有機結合，只有適合礦井的治理手段，才能實現煤礦瓦斯治理工作的高效目標。其實煤礦瓦斯治理是一項系統性較強的工作，需要工作人員具備較強的工作能力以及綜合素養，持續監督管理煤礦瓦斯，便于確保煤礦瓦斯濃度在合理范圍內，保證煤礦開采工作順利進行[1]。

3.U型通風工作面煤礦瓦斯積聚的具體原因

現如今，導致U型通風工作面煤礦瓦斯積聚的原因有很多，其中比較常見的是，詳細內容如下：第一，在煤礦采空區，分為原有空區和采動空區兩種。上述兩種空區類型形成了十分繁雜的氣體網絡，外加此煤礦采煤面的通風方式是U型式。若是利用垮落法對U型通風工作面進行處理，會導致巷內煤礦瓦斯氣體含量增加[2]。第二，在煤礦U型通風工作面上，回風隅角鄰近煤壁，受上部煤幫支撐力影響，導致U型通風工作面出現風渦流區。從渦流區與風速邊界具有的條件看，此種地勢會讓風經過的區域出現風速下降的狀況，處在局部層流的狀態。另外，此區域周邊含有眾多煤礦瓦斯，順著風向進入到回風隅角，而采空區的風速接近于零，進而在回風隅角涌出大量煤礦瓦斯形成煤礦瓦斯漂移帶，受風壓影響出現附壁效應，導致風巷內的風流將其帶走的難度變大，加大堆積量。第三，在此煤礦內，煤層多半是薄煤層和中厚煤層，在提高回采速度的同時，煤礦瓦斯含量會增多。當前，煤礦頂板一般是黑灰的粉砂巖石，質地堅硬且不易垮。而在下巷中有很多是空留巷，開采后會出現漏風的問題。讓此種情況極易造成隅角堆積大量煤礦瓦斯。此外，隨著錨索和錨網的利用，也會在利用完后不及時拆卸而導致煤礦瓦斯堆積[3]。

4.聯合抽采于U型通風工作面的煤礦瓦斯治理策略

現如今，聯合抽采于U型通風工作面的煤礦瓦斯治理策略有很多，其中比較典型的是科學設置風帳或煤矸渣袋墻、利用老塘釋放煤礦瓦斯、合理應用調整風門增阻技術、實施回風隅角高位抽放、展開全風壓通風、構建煤礦瓦斯監控系統，詳細內容如下：

(1)科學設置風帳或煤矸渣袋墻

當前，在煤礦開采中，采煤面主要順著空留巷，并在回采后的下巷管理過程中以煤矸渣袋石墻為中心，其具體運用存在漏風情況。基于此，回采后可在煤礦的風巷內增加兩道煤矸渣袋石墻，預防風流給煤礦采空區帶來巨大影響，降低漏風發生率。

(2)利用老塘釋放煤礦瓦斯

在煤礦回采中，通過測量發現煤礦上隅角處的瓦斯濃度在0.8%到1.3%間波動。基于此，相關工作人員需要把此區域上隅角處的煤矸渣石墻拆卸掉，讓其可以同前區段的老塘構成回風系統，進而釋放上隅角堆積的煤礦瓦斯，通過該種辦法消除U型通風隅角位置的煤礦瓦斯渦流區，讓煤礦開采工作順利且安全的實施[4]。

(3)合理應用調整風門增阻技術

調整風門增阻技術其實就是在煤礦回采面的分支位置加兩道調節通車門，進而加大其所對應的阻力。而對于另一個分支風流來講，其會在通過風隅角后進入到前段老塘或尾排巷道中。利用此種手段，還能切實減小隅角的瓦斯濃度，增強U型通風工作面的安全性與穩定性[5]。

(4)實施回風隅角高位抽放

現如今，高位抽放為我國各煤礦運用最為廣泛的一種技術，并且得到了顯著的利用效果。在此技術運用當中，應合理安排煤礦回采工作的財力、人力以及物力等方面，并結合煤礦具體情況確定抽放泵的型號和煤礦瓦斯抽放管徑，以實現預期的工作目標[6]。

(5)展開全風壓通風

開展煤礦回采工作，加大U型通風工作面，讓此煤礦瓦斯涌出來大幅度增長。而若是U型通風工作面老頂首次垮落后，U型通風工作面的瓦斯涌出量和速度會比以往更多、更快，從之前的每分鐘5m3變成當前的每分鐘12m3。通過多次實踐后發現，若是發生此種情況，未第一時間的提高U型通風工作面的風速，便會在U型通風工作面割煤中出現瓦斯氣體超量的問題，且影響U型通風工作面常規開采。而若是及時提升U型通風工作面風量，則會導致U型通風工作面對應的壓能大幅度提高，并慢慢讓煤礦采空內的高濃度瓦斯離U型通風工作面更遠，從而實現平衡的目的。正常情況，U型通風工作面采空區處的瓦斯氣體濃度會占U型通風工作面煤礦瓦斯涌出總量的60%左右，通過加大煤礦采空區的風量，會讓煤礦采空區所擁有的瓦斯氣體涌出量及U型通風工作面所含有的瓦斯氣體涌出量慢慢變少。基于此，則能夠讓相關人員意識到，在煤礦采空區瓦斯氣體的治理中，調整風量是最佳的方法[7]。

(6)構建煤礦瓦斯監控系統

盡管近幾年，國內煤礦U型通風工作面的瓦斯治理水平有所上漲，但是整體效率還相對偏低，為此致使煤礦頻頻出現瓦斯窒息和爆炸事故。煤礦要構建健全的煤礦瓦斯監控系統和預警系統，進入實現動態監測瓦斯風速、濃度以及負壓等，另外監測系統與預警系統還應對重要的機電設備運行情況進行實時監測。通過動態監測煤礦內的具體情況，相關管理人員能夠實時掌握煤礦內的安全情況，進而第一時間發現瓦斯氣體超過限定的問題，并第一時間有效處理，預防更加嚴重的安全問題出現，影響工作人員生命財產安全[8]。

5.結束語

綜上分析，煤礦企業要加強聯合抽采于U型通風工作面的煤礦瓦斯治理工作，通過分析U型通風工作面煤礦瓦斯積聚的具體原因，找出問題所在，進而制定有效的改善措施，提升聯合抽采于U型通風工作面的煤礦瓦斯治理效率，保障煤礦生產的安全性，減小開采人員生命財產的威脅，促進我國社會安定發展。