礦井均壓治理瓦斯、防滅火技術分析探究

萬貴平

棗礦集團三河口礦業有限責任公司 山東棗莊 277000

1 均壓通風治理技術原理分析

1.1 調節風窗均壓

通過布設調節風窗，減小采空區與工作面之間的壓差，形成采空區窒息帶，有效減少采空區內瓦斯等有害氣體涌入工作面內。該方法主要適用于采空區內存在并聯漏風并已出現自燃傾向的情況[1]。

1.2 改良工作面通風系統

對工作面通風系統的改良實質上就是改變局部通風結構，可根據工作面實際情況采用不同方式安裝使用均壓通風設施，調整對應區域內通風阻力。采用這種調節方式，能夠在工作面供風量不變的情況下，大幅縮減采空區漏風通道壓力差值，從而有效抑制采空區漏風及自燃現象。

1.3 設置并聯網絡

開放并聯網絡能夠縮短風流通道，減少通風風量和漏風風量，減小自燃帶寬度，促使窒息帶前移。這種方式適應用于允許風量降低的情況。

1.4 調節設施與風機聯合均壓

在工作面中有時單純設置調節設施，會造成工作面供風量減少，從而影響正常作業開展。因此，要在確保通風量正常的情況，最大程度抑制采空區漏風及煤炭自燃，需針對性采取調節設施與風機聯合均壓的方式。作業時，分別在進風巷與工作面中設置調壓風機與調節設施，在保證供風量的同時降低工作面整體壓力，實現對采空區漏風的有效防治，避免采空區漏風及遺煤自燃[2]。

2 工程概述

山東省三河口礦業有限責任公司（以下簡稱“三河口煤礦”）是煤與瓦斯突出礦井，3上煤層、3下煤層均為自燃煤層，具有發生內因火災的可能性。3下2326工作面位于三采區中部，東部為F12-4支斷層（∠70°，H=0-35m），西部為補5斷層（∠70°，H=0-20m），工作面位于2條斷層之間，根據地質資料及工作面掘進時的情況，該面原始瓦斯含量為3.78m3/t。兩工作面在末采階段均發生采空區瓦斯異常涌出現象和漏風壓差過大現象，全部通過均壓通風得以有效控制，顯著提高了作業安全。

3 礦井通風存在的問題和均壓通風防治分析

3.1 問題表現

3下2326工作面在推采至二水平回風巷下方時，煤巖厚度在7-26m,大巷圍巖受采動與構造應力疊加、尾部過斷層影響，瓦斯通過圍巖裂隙向工作面涌出。另有3下2324綜采面剛剛回撤結束，3上、3下兩綜采面應力疊加，導致兩采空區瓦斯通過裂隙連通，形成高濃度瓦斯庫。作面切眼推采至2326材料巷原冒頂封閉巷道區段，封閉老巷內瓦斯較高，導致冒頂封閉巷道內的高濃度瓦斯通過煤巖裂隙向采空區涌出，導致隅角瓦斯較高[3]。

3.2 處置方式

針對存在的問題，采取改良局部通風網絡結構的方式進行均壓調節，一是工作面材料巷擺設支架處及時臥底，增加巷道斷面，減小工作面進風巷通風阻力。二是增設工作面均壓調節設施，抑制采空區漏風及煤炭自燃。均衡3下2326綜采面采空區的高負壓，控制3上、3下兩采空區瓦斯裂隙連通，一是將二水平回風巷密閉拆孔卸壓，形成二水平回風巷的負壓區，平衡3下2326綜采面采空區的高負壓，將采空區氣體通過二水平回風巷直接排至輔助回風巷，減少瓦斯向工作面隅角積壓。二是工作面材料巷擺設支架處及時臥底，增加巷道斷面，減小工作面進風巷通風阻力。恢復礦井瓦斯抽采系統，敷設抽放管路進行隅角氣體抽放。加強隅角氣體檢測，增設擋風簾稀釋隅角瓦斯，安排三班瓦斯檢查員現場監管。做好瓦斯監測，對2326材料巷密閉進行觀察，根據采空區裂隙情況，拆孔稀釋老巷內瓦斯，如圖1所示。

圖1 2326瓦斯均壓通風治理示意圖

3.3 應用效果分析

由于3下2326工作面瓦斯含量相對較高，造成開采區域正常采掘期間釋放量相對較高，再加上相鄰上層采空區的瓦斯涌出，對采煤工作面造成較大威脅，通過瓦斯均壓通風治理，其與采空區漏風區壓力值顯著提升，使得采空區瓦斯涌出得到有效控制，工作面回風流瓦斯濃度控制在了0.15%以下，隅角瓦斯濃度控制在0.2%以下，上覆采空區內瓦斯、一氧化碳和氧氣濃度均在可控范圍內，減小了采空區氧化自燃的可能性，隨后2326綜采工作面回采中未出現瓦斯及CO異常現象。

4 結語

瓦斯、火災兩重大風險疊加，長期以來一直是威脅井下生產作業安全的重要因素之一，如何均壓采空區瓦斯防治、消除自燃，對于提升礦井生產作業綜合效益有著不可替代的積極意義。礦井管理者必須高度重視相關問題，在生產中積極組織專業技術人員，結合礦井生產實際，對瓦斯防治開展針對性分析，總結行之有效的防治措施，以實現對井下瓦斯、火災的有效治理，實現對礦井生產安全的有效保障。