2018U型通风采空区瓦斯综合治理技术在煤矿中的分析

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　　摘要： 瓦斯积聚是煤矿日常运行过程中需要重点关注的一个问题，如果该问题没有得到良好的处理，就非常容易对煤矿的开采造成隐患。在本文中，将就U型通风采空区瓦斯综合治理技术在煤矿中的应用进行一定的研究与分析。
　　关键词： U型通风采空区;瓦斯综合治理技术;分析
　　引言
　　在高瓦斯矿井中，U型通风工作面容易引起瓦斯集聚，这部分瓦斯通过上隅角进入回风巷，造成瓦斯超标。为了使煤矿开采更安全、更稳定，需要以针对性技术的应用对该情况进行治理。本文现以我国贵州某煤矿为例对U型通风采空区瓦斯综合治理技术的应用进行研究。
　　1、U型工作面瓦斯积聚原因
　　1.1 在采空区中，具有原有空隙以及采动空隙两种空隙类型。这两种空隙类型共同在采空区内形成一种较为复杂的气体网络，加之该煤矿采煤面为非常典型的U型通风方式。如果工作面均为垮落法的处理方式，回风巷中的瓦斯体积就会增大。
　　1.2 在工作面中，回风隅角是同煤壁距离较近的切顶位置，在该位置中，其会在很大程度上受到上部煤帮支撑力以及上端部来顶不及时的影响，并因此在工作面中形成较大的回风涡流区。而从其风速边界条件以及涡流区所具有的几何条件上看来，这种地势情况就会使风在经过该区域时出现风速降低的情况，并处于局部层流的状态。同时，该区域周围也往往存在着较大量的瓦斯，其在顺着风向进入到主风流之中就会使其中的高浓度瓦斯停留在回风隅角位置处，而采空区一侧涡流的脉冲以及风速都会趋近于零，并会因此在回风隅角位置处涌出数量较多的瓦斯在该区域形成一种瓦斯漂移带，进而在风压的作用下产生附壁效应，使回风巷中的风流很难将其带走，并加剧了这种堆积。
　　1.3 在该煤矿中，其所具有的煤层多为薄煤层以及中厚程度的煤层，在回采速度提升的同时，瓦斯量也随之增大。目前，该煤矿工作面顶板主要为黑色、灰色的粉砂岩石层，且质地较为坚硬，不会及时地垮落。而在下巷方面，大多数依然沿用着空留巷，且在采后存在一定程度的漏风情况。而这种工作面上、下部情况的存在，就非常容易出现隅角瓦斯积聚的情况。另外，随着近年来矿区锚网、锚索的使用，也会因为在使用完毕之后拆网、卸锚的不及时而加大瓦斯积聚的情况。
　　2、U型通风采空区瓦斯治理技术
　　对于目前的采空区瓦斯治理技术来说，具有很多种类型，对此，需要能够在联系煤矿实际的基础上对其进行适当的选择：
　　2.1 设置风帐或煤矸渣袋墙
　　在该煤矿中，采煤面沿空留巷，并在回采工作结束的下巷管理中主要以矸渣袋墙编制袋石墙为主，且实际应用有漏风现象。对此，回采工作结束后，可在进风巷中设置一道或两道风帐或者煤矸渣袋石墙，以此避免风流直接对采空区产生影响，减少漏风情况。
　　2.2 利用老塘释放瓦斯
　　在该煤矿回采工作开展的过程中，经现场测量发现上隅角位置处的瓦斯浓度会在0.8%至1.3%间存在一定的波动。对此，现场施工人员则将该区域工作面上隅角位置处3m左右的煤矸渣石墙进行拆除，使其能够同前一区段的老塘形成一个良好的回风系统，并以此使工作面上隅角位置处所积聚的瓦斯能够得到良好的释放，从而以此种方式使该U型通风隅角位置经常出现的瓦斯涡流区进行了消除，进而使矿区开采工作得以更为安全、稳定的运行。
　　2.3 调节风门增阻技术
　　对于该项技术来说，其就是在U型回采面中在回风的分支位置处增加两道调节通车门，并以此增加其所具有的阻力。而对于另一分支风流而言，其会在经过采区回风隅角之后进入到尾排巷道或者前一区段的老塘之中。通过这种方式，也能够在有效降低隅角浓度的基础上提升回采工作面的安全性。
　　2.4 回风隅角高位抽放
　　近年来，我国一直在对采空区瓦斯治理技术进行积极的研究与开发。其中，高位抽放是目前在我国各矿井得到较为广泛应用的一种技术，且已经获得了较好的应用效果。在该技术的实际使用中，需要能够充分地对回采工作的人、财、物等因素进行细致的衡量，并根据矿井实际情况对抽放泵以及瓦斯抽放管径的型号与参数进行确定，以获得更好的工作效果。
　　2.5 全风压通风
　　回采工作的开展、工作面的推进，会使该区域的瓦斯涌出量得到较大的提升。而当该工作面老顶初次垮落之后，工作面瓦斯的涌出量就会以较大的速度增加，并由之前5m3/min的涌出量逐渐增加到12m3/min左右。而经过多次实践则可以看出，如果在该种情况出现时，没有及时地提升该工作面的风量，就会在老顶垮落、工作面割煤的过程中出现瓦斯临界甚至超限的情况，并对工作面的正常工作产生了较大的影响。而当及时地将工作面风量增加之后，则会在一定程度上使工作面所具有的压能得到了增加，并逐渐使采空区中的高浓度瓦斯远离工作面，进而达到了一个全新的平衡点。一般情况下，工作面采空区位置的瓦斯浓度会占据整个工作面瓦斯涌出量的60%以上，通过采空区风量的增加，则会使采空区所具有的瓦斯涌出量以及工作面的绝对瓦斯涌出量都会随之减少。对此，则可以使我们认识到，在采空区瓦斯治理工作中，风量的调整是最为基础、也是较为有效的一类手段。
　　3、应用效果
　　我国南方煤矿某工作面采用U型通风系统，具有4条巷道。其中：4215巷为进风巷，4220巷为胶带巷兼进风巷，4216正巷为回风巷，4216副巷为专用排瓦斯巷。2013年7月，其4308工作面回风巷风量1018m3/min，专用排瓦斯巷风量1951m3/min，回风流排放瓦斯34114m3/min，抽放46127m3/min，工作面瓦斯涌出量80141m3/min。具体结构如图1所示。从2014年2月开始，该矿区开始通过设置风帐或煤矸渣袋墙、回风隅角高位抽放以及全风压通风等方式开展瓦斯治理工作，并获得了良好的抽放效果，具体抽放量与抽放率如表1所示。
　　4、结束语
　　在上文中，我们对于U型通风采空区瓦斯综合治理技术在煤矿中的应用进行了一定的研究与分析，并在对U型工作面瓦斯积聚原因进行了解与把握的基础上提出了一定的U型通风采空区瓦斯治理技术，且将其投入了实际应用之中。结果表明，通过U型通风采空区瓦斯治理技术的应用，能够有效地改善瓦斯抽放效果，极大地提升了煤矿工作价值。
　　参考文献：
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