矿井瓦斯涌出治理存在问题及防治措施探讨

【摘 要】本文对我国矿井瓦斯涌出研究治理存在问题进行了分析、归纳，针对瓦斯在掘进巷道涌出的综合治理技术进行了较深入的探讨，对保证矿井安全高效生产有一定借鉴作用。

【关键词】瓦斯涌出；存在问题；防治技术

一、矿井瓦斯涌出研究治理存在问题

目前煤层巷道卸压、消突技术措施主要有：开采保护层、区域性瓦斯预抽、超前钻孔、深孔注水、水力冲孔、水力割缝、深孔松动爆破和深孔控制爆破等。但这些措施都有一些局限性和适用条件。但当有相邻两层煤时可供选择开采时，可以先开采突出危险性小的煤层，从而避免下部瓦斯突出的发生。开采保护层是瓦斯突出防治的一项治本措施，但对有些煤层找不到可以保护的煤层，同时，即使保护层开采，还有一个保护范围问题。对于非保护范围，由于应力集中，冲击地压会更加严重，所以寻求本煤层的开采保护是煤与瓦斯突出防治的一个发展方向。开采保护层和区域性瓦斯预抽作为区域性防治矿井瓦斯动力灾害技术已在国内外广泛应用。针对我国突出危险煤层透气性差、煤质松软等特点，人们又研究了水力扩孔等强化抽放技术、风力排渣等顺煤层钻孔施工工艺技术，取得了良好的应用效果。但是，近距离下保护层开采技术、区域性瓦斯预抽消突效果评价体系等有待进一步研究。

二、矿井瓦斯涌出治理的防治措施

（1）掘进巷道一般瓦斯涌出治理。掘进巷道瓦斯来源由工作面前方破坏煤体瓦斯、掘进落煤瓦斯、巷道两侧卸压带瓦斯和临近层涌出瓦斯（非单一煤层）四部分构成，其中掘进工作面后方两侧卸压带瓦斯是主要瓦斯来源。将抽放钻孔布置在距巷道壁不远的卸压带内，对沿煤层向巷道运移的瓦斯建立一道屏障，隔断瓦斯的运移，减少巷道两帮暴露面向巷道涌出的瓦斯。抽放钻孔可以作为这种屏障，打在巷道和瓦斯富集区之间，在负压作用下将向巷道运移的瓦斯抽出，从而减少巷道瓦斯涌出量。隔断抽放是利用巷道两侧煤体的局部卸压作用，引起瓦斯透气性提高而实现的。掘进工作面瓦斯抽放应以防治两侧卸压带瓦斯为主，同时兼顾工作面前方未掘进区域的瓦斯，使它们均处在钻孔的抽放范围以内。隔断式抽放钻孔的最佳效果，是在隔断巷道两侧卸压带瓦斯向巷道空间涌出的同时，还可以对工作面前方的煤体进行预抽，减少工作面前方破坏煤体向工作面空间的涌出，即消除抽放空白带。（2）掘进巷道煤与瓦斯突出治理。第一，超前钻孔。超前钻孔是我国试验和应用最早的一种局部卸压、消突措施。当地应力和瓦斯压力很大时，在突出危险煤层中实施超前钻孔往往会遇到顶钻和卡钻，使钻孔难以到达设计深度，并且在钻进过程中有时会发生突出。超前钻孔的直径一般为75mm～120mm。在透气系数小的煤层，使用超前钻孔排放瓦斯时间较长，影响掘进速度。第二，深孔注水。深孔注水是在工作面前方打40m的长孔，通过钻孔向煤体注水。第三，水力冲孔法。水力冲孔法是在封闭式高压供水条件下，利用钻头钻进、水流冲击和水力脉动输排等作用，诱导和控制喷孔，使工作面前方煤体卸压和排放瓦斯，达到防治突出目的的方法。其煤的坚固系数f值一般应当小于0.5，所用的水量一般为30m3/h～35m3/h。经过水力冲孔后，煤层透气性可增大，煤的膨胀率提高，但是，水力冲孔所用的水量大、工艺复杂，主要用于石门揭煤或自喷能力强的软分层。第四，深孔松动爆破。深孔松动爆破和深孔控制爆破的消突原理基本一致，它们的消突的效果较好。但是，在突出煤层中打长钻孔很困难，而且难以保持钻孔形状完整，对于上山掘进工作面在放炮时很容易造成煤体垮塌。由于客观条件和主观因素的影响，钻孔深度、数量、装药长度和装药位置及封孔长度等难以完全达到设计要求。

掘进巷道瓦斯治理在煤矿瓦斯治理中占有较大比重，本文对矿井生产过程中掘进巷道存在的问题进行了分析和归纳，针对瓦斯在掘进巷道涌出（异常）的综合治理技术进行了较深入的分析和探讨，得出以下结论：（1）由于掘进巷道瓦斯涌出量所受影响因素很多，所以力求非常精确地计算掘进巷道的瓦斯涌出量不仅十分困难，现场难于应用，而且往往也不必要。因此，在满足工程误差要求的情况下，用近似的计算方法即可，比较常用的有无限煤层瓦斯流动不稳定理论法、分源计算法和瓦斯涌出特性系数法。（2）治理掘进巷道瓦斯一般涌出的措施可采用隔断式瓦斯抽放治理措施。隔断式抽放钻孔的最佳效果，是在隔断巷道两侧卸压带瓦斯向巷道空间涌出的同时，还可以对工作面前方的煤体进行预抽，减少工作面前方破坏煤体向工作面空间的涌出，即消除抽放空白带。（3）煤层巷道掘进工作面卸压、消突技术措施主要有：开采保护层、区域性瓦斯预抽、超前钻孔、深孔注水、深孔松动爆破和深孔控制爆破等。它们各有优缺点和适用条件，在条件具备时可以各取所长，相互补短，采用多位一体的措施治理掘进工作面瓦斯涌出（突出）问题。