低瓦斯矿井瓦斯异常区域综合治理技术研究

【摘 要】 矿井安全一直都是煤矿安全生产的重中之重，煤矿安全直接关系着煤矿企业井下作业人员的生命安全。最常见的井下安全事故主要有塌方、瓦斯爆炸和渗水等事故，其中低瓦斯矿井瓦斯异常造成的瓦斯爆炸事故是井下作业最为常见的事故之一。本文首先分析了瓦斯异常区域的成因，重点论述工作面在瓦斯异常区回采时的瓦斯综合治理技术措施，即通过工作面风量控制及系统管理、瓦斯抽采及排放和上隅角瓦斯治理技术降低瓦斯涌出量和上隅角瓦斯。应用实践表明，采取综合治理技术措施后，有效保证了矿井安全生产。

【关键词】 低瓦斯矿 瓦斯异常区 瓦斯预抽 浅孔抽采

随着我国煤矿产业的不断发展，低瓦斯矿井发生瓦斯事故的几率非常高，对施工人员的生命安全造成了严重的威胁，为了解决瓦斯异常现象，管理人员和技术人员都加强了对事故发生的重视。在矿井中，局部发生瓦斯异常容易引起瓦斯积聚，最终引发瓦斯事故，在我国，煤矿产业主要采取通风、降低开采速度的方式，来避免瓦斯事故的发生，但是却不能从根本上解决问题。

1 瓦斯异常区成因分析

1.1 褶曲类型和褶曲复杂程度

经过技术人员的不断研究，发现形成瓦斯异常区的原因除了地质构造影响外，还受到开采条件和应用技术的影响，在实际开采的过程中，当围岩封存条件较好时，会有足够的空间来存储瓦斯，其中，褶曲类型和褶曲复杂程度直接会影响到瓦斯存储的含量。背斜轴部的瓦斯越聚集，说明瓦斯的存储含量越大，但是施工人员总是容易忽略褶曲类型和褶曲复杂的程度，造成大量瓦斯无处存储的后果，最后形成了瓦斯异常区。

1.2 断层

断层的出现不仅破坏了煤层的连续完整性，还会影响到瓦斯异常区的瓦斯含量，在断层处煤层瓦斯排放条件一旦发生变化，就会引起异常区的剧烈反应，进而可能出现瓦斯事故。若煤矿两侧均有大断层，且断层带均为正断层，就很难消除，断层的倾向大致均为南北向，使采区整体形成一个大的地堑，而地堑构造可以很好的保存煤层瓦斯。煤层瓦斯的存储只是避免了采区瓦斯的事故，不能很好的解决瓦斯异常区现象，在断层带与复式褶曲综合作用的情况下，极易形成瓦斯富集区，瓦斯高密度的聚集，在很大程度上加大了异常区出现的可能。

1.3 煤层

如果煤层为无烟煤，煤化的程度是比较高的，在成煤时期生成的瓦斯也是比较多的，围岩和上覆岩层密封性好、透气性差，有利于瓦斯的保存。

2 低瓦斯矿井瓦斯异常区域综合治理技术研究

2.1 控制工作面风量和系统管理

控制低瓦斯矿井瓦斯异常区域的含量就要及时调节工作面的风量，确保风量不能小于1000m3/min，同时技术人员要对工作面的通风系统进行优化，所有的通风设施应该在实际开采前布置好具体的位置，设施前后距离控制在5m的范围内。施工人员要对现场进行清理，将设备、配件、杂物安放在具体的位置中，并禁止同时开两道风门，两巷内不准放置多余的设备，管理人员应该加强巷道管理，从管理工作中规范施工人员和技术人员的行为。巷道通风断面的作用非常重要，技术人员应该控制断面不少于原有断面的70%，这样才能充分发挥出断面的作用，并在采煤区形成有效的风量保护，避免损失大量的风量。

2.2 瓦斯抽采及排放

工作面瓦斯的来源有两个：一是开采煤层本身的瓦斯，二是围岩和邻近煤层涌出的瓦斯。瓦斯抽采及排放是一种有效治理异常区事故的一种措施，在实际开采的过程中，技术人员通过抽采煤层，可以了解到煤层处的瓦斯含量，进而在工作面处通过顺层平行钻孔的方式，来对煤层的瓦斯进行抽取。瓦斯预抽2个月后，对煤层残余瓦斯含量进行测定，并通过含量的显示，来确定具体的排放方法，瓦斯抽采率为30%，预抽效果显著，这时技术人员可以确定具体的瓦斯含量，在煤矿开采时，领导施工人员的开采过程。瓦斯释放孔排放瓦斯需要在割煤前，利用气动钻机在瓦斯异常区段的煤壁施工瓦斯释放孔，孔径和孔深都要按照实际的开采工程去确定，确保钻取的深度不会影响到最后的开采工作。检测瓦斯的含量，若瓦斯参数仍超标，则需要继续排放瓦斯，直到检验参数在允许范围内方可进行回采作业，这样可以充分避免瓦斯异常区的出现，并能规范施工人员的开采行为，使其可以进一步规划开采的工作。

2.3 上隅角瓦斯治理

在工作面回采过程中，为防止上隅角瓦斯超限，应该采取了以下措施：一是在上隅角设置临时风障。在上隅角设置临时风障，就可以利用临时风障迫使工作面风流通过上隅角，达到稀释排放瓦斯的目的。二是上、下隅角堵漏措施。在上下隅角处布置一定长度的挡风帘，挡风帘的顶部用铁丝与顶梁上的小棍扎牢，下部与底板相接，并用木板或浮煤压牢。下隅角挡风帘可防止工作面风流漏入采空区，上隅角挡风帘防止采空区含瓦斯风流进入工作空间，从而减少采空区瓦斯涌出。另外，也可根据现场情况采用在上下隅角堆放沙袋的方式进行堵漏。

3 综合瓦斯治理效果分析

通过采取风量控制、瓦斯抽采与排放和上隅角瓦斯治理技术措施，大幅度降低工作面的瓦斯涌出量和上隅角瓦斯浓度，瓦斯涌出量降低至1.5～2.5m3/min，上隅角瓦斯浓度由综合治理前的0.5%（最高0.7%）降低到0.1%～0.2%，有效保证了矿井安全生产。

4 结语

总之，煤矿产业的发展是我国重要的经济收入之一，在可持续发展的前提下，煤矿产业既要保证施工过程的安全问题，又要通过技术的应用来提高开采的力度。然而对于频频发生的低瓦斯矿井异常区事故，煤矿产业又必须采取合理的措施来解决，进而进一步提高产业的经济收入。通过本文的分析，已经明确了治理技术的应用要求，所以技术人员和管理人员在提高管理意识的基础上，加强治理的能力，从根本上杜绝瓦斯事故的出现。

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