综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术分析

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综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术分析
作者：王振东
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第12期

摘 要：分析了综采工作面瓦斯的具体来源，指出了瓦斯治理技术的具体应用，并对实际
应用效果进行了分析，以期为综采工作面初次开采和初次放顶煤提供更多的参考。

关键词：综采工作面;初采;初放;瓦斯治理
1 瓦斯治理现状
1.1 开采难度越来越大
我国的煤炭开采有着非常悠久的历史，这就使得很多的煤矿随着开采的继续，每层深度不
断的增大，这一现象不但使得开采难度越來越大，对于技术的要求不断的变高，相对于瓦斯浓
度来说，因为煤炭资源的深入挖掘，瓦斯的浓度和压力这类因素也因此得到了巨大的上升，使
得现阶段的煤炭挖掘作业因为瓦斯所受到的制约已经逐渐超出了技术范围，开采中发生瓦斯安
全事故的现象已经开始增多，严重影响了我国煤炭资源的安全使用。

1.2 瓦斯抽取设备落后、通风系统不科学
虽然我国的煤炭开采技术已经较为成熟，但是很多的煤炭开采企业并没有因为煤层的深入
增加新的开采设备，尤其是对煤层深入之后，面对逐渐增加的瓦斯浓度并没有采取相应的设备
更新，使得落后的瓦斯抽取设备并不能和现在的煤炭开采环境所匹配，极大的影响了煤炭开采
的安全性。并且煤层的深入挖掘，对于通风系统的性能要求越来越高，但设计难度也会增大，
所以很多工程使用的通风系统性能越来越低。

1.3 管理方式不科学
因为煤层深入之后，需要增加更多的开采人员，大量的没有深层开采工作经验的人员涌
入，使得这一方面必须要用较为科学的管理，就我国目前的一些民营煤炭开采企业来说，自身
实力的欠缺，使得中层管理人员的数量和质量缺乏，在下井管理上存在较为严重的监管漏洞，
这些新进入煤矿内部的员工，虽然已经进行了短暂的学习，但是因为自身实力的欠缺，在这进
入矿洞进行开采还有很多的是施工要领掌握的不够纯熟，违规操作和一些错误的开采方式在其
中的大量运用，使得产生了非常多的安全隐患。

2 采煤工作面瓦斯治理的技术措施
2.1 改善通风系统
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第一，增加通风系统设计的科学性，现在的通风系统的设计时间较早，都是在曾经较为浅
的矿洞的基础上进行设计的通风系统，随着当前矿层的深入开采，这一通风系统的工作性能已
经那一满足目前煤炭开采环境的要求，尤其是一些环境较为复杂的矿井内部，这些传统的通风
系统根本不能够将新鲜的空气传递到这些区域，使得这一区域范围内的瓦斯浓度持续升高。为
此，我国根据这一问题已经设计了多种通风系统的设计方案，就目前的使用反馈效果来说，U
型通风系统在使用上不但能够应付复杂矿洞区域内的通风情况，并且在使用中因为该系统在使
用和维护方面非常的便捷，保证了通风系统在长时间工作中的稳定性。

第二，瓦斯在煤矿采集过程中很可能会因为煤岩层中有着非常丰富的瓦斯，使得开采这一
区域时瓦斯浓度的上升速度过快，使得仅仅使用通风系统难以满足作业环境中为此较低的瓦斯
浓度条件，针对这一状况，企业应该在仔细的对煤层的含瓦斯量进行准确的勘测，在出现较高
的瓦斯的煤岩层时，使用现在工作性能更好的瓦斯抽取机器，并在工作之前对实地情况进行仔
细的检查和计算，保证抽取的力度能够满足这一区域的工作要求。

2.2 优化采煤工作面瓦斯抽放设计方案
2.2.1 顺层钻孔预抽本煤层瓦斯
煤层中蕴含的瓦斯在不同的区域浓度不同，需要进行瓦斯抽取的区域大部分情况都是在工
作面进行，同时在工作面的工作时间较长，为此在这一区域的瓦斯抽取工作需要更加的精细。
为了达到这一要求，企业对于这一工作需要有着较大的监管力度，在进行开采前所进行的钻孔
压差需要严格控制在10到15m之间，保证这一工作的准确性。

2.2.2 穿层钻孔预抽采煤工作面邻近层卸压瓦斯
在进行煤矿采集工作时工作环境非常的复杂，各个工作区域之间的分界方式并不是非常的
严格，为此在进行钻孔工作时，为了保证这一工作的安全，防止因为钻孔作业的不科学使得周
围的瓦斯全部涌入到工作区域的工作面，出现瓦斯浓度突然升高的现象，就需要在才没工作面
有着底抽巷时，对周围邻近的瓦斯进行钻孔，并且保证预抽钻孔均匀布置。

2.2.3 瓦斯治理技术
2.2.3.1 通风系统
一是轨道巷配风量应达到2400m3/min，运输巷配风量应达到600m3/min，回风巷后部配
风量为400m3/min，整体巷道的配风量应为3400m3/min。二是在回风巷内设定点柱，以确保
回风系统的通畅性。三是预先将木垛打设在12403采空区域，以防瓦斯泄露问题，降低瓦斯浓
度。
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2.2.3.2 抽采系统
一是在南翼配风巷12405工作面打设孔径为113mm的切眼钻孔，且钻孔终孔落至顶板下
500-600mm，以免抽采工作面初采初放时发生瓦斯聚集问题。二是南翼配风巷12405工作面应
实行低位钻孔，垂高为10-15m，孔径为113mm，以便有效抽取邻近层的瓦斯，减少上邻近层
瓦斯涌向切眼后部的空间。三是回风巷靠近切眼50m施工斜向工作面低位邻近层钻孔，垂直
高度为27.4-38.8m，孔径为113mm。四是运输巷应向工作面低位邻近层钻孔，孔径为
113mm，垂直高度为23.8-47.6m，以便有效抽采上邻近层的瓦斯。五是南翼配风巷煤柱穿层孔
及低位邻近层孔应采用移动泵抽采方法。

2.2.3.3 采煤方面
技术人员应根据顶板的实际情况做好两工作面巷道端头、切眼顶板原有支护工作，回收錨
杆托盘以及锚索锁具等，避免采空区顶板垮落问题。除此之外，还一个及时做好监控工作，随
时观察采空区的瓦斯浓度变化情况，并做好应对措施。

2.2.3.4 强化通防管理
一是技术人员每天应检查维护区域内的通防设施，确保通风系统安全稳定运行。二是应为
工作面的上下出口设定超前档，以充分降低回风与工作面阻力，避免采空区的漏风问题。同
时，还应将挡风障设定在工作面的中上部位置，有效稀释瓦斯浓度，做好排放工作，且还应在
上隅角设定瓦斯风障，隔离采空区瓦斯释放通路与工作区域。三是强化工作面上下隅角的管理
工作，施工企业应超前卸载锚索与金属网设备，加快上下隅角出顶板冒落。期间还应将挡风障
与末墙设定于下隅角刮板输送机尾部，以避免采空区的漏风问题。四是严格实行各种防尘措
施，企业应每班安排专业人员打扫区域巷道，尤其应做好采空区的洒水工作，湿润悬顶区域底
板，以免产生煤尘集聚与火花问题，且技术人员还应每天对工作面煤体浅孔进行注水，预湿煤
体。五是强化区域内机电设备的管理工作，以免导致失爆问题。技术人员应做好设备的日常检
查与维护工作，利用标准气样进行调校，确保设备的灵敏可靠运行。六是强化现场的监控工
作，采用双岗盯控方法，以及时发现悬顶区域掉顶与冒顶问题，当瓦斯出现超限问题时，技术
人员应立即停止作业，切断电源，直至瓦斯恢复正常浓度后在恢复作业。七是班组长、采煤司
機以及区队长等应随身携带瓦斯便携仪，及时检查区域内的瓦斯浓度。

3 效果分析
采用上述防治措施后，根据跟踪数据可知，回采工作面获得了较好的成效。一是回风巷瓦
斯的抽采情况，工作面低位钻孔的抽采效果良好，瓦斯抽采纯量为08-1.5m3/min，调控状态下
的瓦斯抽采浓度为5%至10%。在推进工作面30m后，回风巷高位钻孔瓦斯浓度为50%，抽采
纯量保持在4m3/min。二是运输巷道的瓦斯抽采情况，工作面推进25m，分支点的瓦斯浓度保
持在36%，抽采纯量为5m3/min，比预抽期间提升了2m3/min。三是工作面切眼后部钻孔的抽
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采情况，抽采纯量为3.92m3/min，瓦斯浓度为3.3%，符合设定标准。由此看出，在综采通风
系统采用调整采煤工艺以及分源抽采技术可以顺利完成瓦斯治理工作，有效控制回风流的瓦斯
浓度，效果良好。

4 结束语
煤矿企业在抽采期间不但应预抽本煤层钻孔，且还应做好邻近层瓦斯的抽取工作，确保抽
采系统具备低浓度、大流量的能力，并在采空区采用低位大直径的密集钻孔技术。同时，企业
还应做好初采初放期间工作面的通风勾走，确保大于正常生产时的风量，并尽量减少采空区的
风量，确保回风系统的畅通性。除此之外，在采煤方面，技术人员应在初采初放期间适当控制
回采速度，做好巷道的支护工作，并根据锚索以及锚杆等实际情况完成回采，避免采空区顶板
的垮落问题。

作者简介：
王振东（1972- ），男，山西省大同市人，2014年12月毕业于太原理工大学，专业：矿
业工程，学位：硕士学位，职称：工程师，从事工作：采矿工程，研究方向：初采工作面瓦斯
治理。