高瓦斯掘进工作面的瓦斯治理方法研究

能源研究

高瓦斯掘进工作面的瓦斯治理方法研究马福平（阳泉煤业（集团）有限责任公司二矿，山西阳泉045000）

摘要：为了解决高瓦斯影响巷道施工的问题，针对煤矿开采深度不断增加而造成瓦斯含量逐渐增高，严重制约了巷

道掘进，采取了科学合理调整风量、单风机转为双风机等措施，有效降低了瓦斯浓度，结果表明，采取上述措施后解决了瓦斯大制约巷道掘进的问题，同时解决了空气中灰尘较大的问题。关键词：掘进工作面；高瓦斯；瓦斯治理中图分类号：TD71文献标识码：A文章编号：2095-0802-(2018)06-0034-02

ResearchonGasControlMethodsatTunnelingWorkingFacewithConcentratedGas(No.2CoalMine,YangquanCoalIndustry(Group)Co.,Ltd.,Yangquan045000,Shanxi,China)

Abstract:Concentratedgasexertsanimpactontunnelconstruction.Withtheincreaseinthedepthofcoalmining,gascontentisincreasinggraduallyandseriouslyrestrictsthedrivage.Thispaperadoptedmeasuresofascientificandreasonableadjustmentofairvolumeandtheuseofdoublefaninsteadofsinglefan,effectivelyreducingthegasconcentration.Theresultsshowedthattherestrictionsofconcentratedgastotunnelconstructionandhugedustintheaircouldbesolvedbytakingthesemeasures.Keywords:tunnelingworkingfaces;concentratedgas;gascontrol

MAFuping

0引言

就目前瓦斯治理现状来看，虽然采取各种措施治理瓦斯，但是仍然频繁发生瓦斯爆炸、突出等事故。因此，对高瓦斯的治理是重中之重，随着高瓦斯巷道挖掘深度增加，所引发的后果就是瓦斯涌出量不断增加，给煤矿生产带来很多安全隐患，所以稳定的安全瓦斯治理系统必不可少[1]。但是在瓦斯治理中有一些问题，如在瓦斯治理过程中发生事故，威胁生产安全，同时也影响巷道的正常掘进。因此，针对开采过程中出现的瓦斯异常涌出等问题，必须及时解决，提前施工钻孔，把隐患消灭在萌芽状态，提高开采效率，本文所阐述的煤矿瓦斯治理思路就是随着巷道深度增加，通过增加风量来控制瓦斯浓度及灰尘[2]，保证高瓦斯工作面的掘进安全。1地质情况的影响

煤体瓦斯含量、掘进进度、煤层厚度和长度及地质构造因素都直接影响着瓦斯赋存量。根据之前的瓦斯治理经验可以发现[3]，掘进速度提高时，工作面的瓦斯涌出量也会增加，制约巷道施工。2

2.1瓦斯治理

掘进工作面与风量之间的关系以杜儿坪煤矿为例，分析掘进工作面与风量之间的关系，杜儿坪煤矿位于太原组中部，煤层厚度1.9m耀6.06m，平均3.58m，顶板岩层为泥岩、砂岩为主，底收稿日期：2018-04-18

作者简介：马福平，1987年生，男，山西朔州人，2015年毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师。

部岩层为砂质泥岩、泥岩，局部构造为炭泥岩、砂岩。a)按照瓦斯涌出量计算，见下式：Q=125qk，(1)3

式(1)中，Q为单个掘进工作面所需要的风量，m/min；q为掘进工作面回风流中风排瓦斯涌出量，取值3.9m3/min；125为按照回风瓦斯浓度的大小而定，一般是不超过0.8%所换算出来的常数；k为瓦斯涌出不均衡系数，取值1.7。经计算，Q=829m3/min；b)按照局部通风机的最大额定吸风量进行计算，见下式：Q=qi+60×0.25Smax(2)3

式(2)中，Q为局部最大额定吸风量，m/min；q为实际选取时所选风机吸风量，m3/min；i为掘进工作面可以同时工作的通风机台数，取值1个；Smax为局部通风机安装地点到回风口巷道的最大面积，取值19.25m2。当瓦斯浓度超过0.7%时，两台双电机即可满足要求，q取值700m3/min，经计算，Q=989m3/min；瓦斯浓度不超过0.7%时，q取值1000m3/min，经计算，Q=1289m3/min；c)按风速进行计算验证，见下式[4]：60×0.25S≤Q≤60×4S，(3)式(3)中，S为掘进巷道的净断面，取值19.25m2；0.25为掘进巷道最低风速，m/s；4为掘进巷道最高风速，m/s。根据以往的供风经验，瓦斯涌出量是影响需风量的主要因素。根据上述计算可以得：1台FBD2×55kW风机可以满足掘进面对风量的要求，其工作面的所需风量要求是829m3/min，单机的所需风量要求是989m3/min，双机的风量要求是1289m3/min，符合煤矿安全规程要求[5]。·34·

2018年第6期马福平：高瓦斯掘进工作面的瓦斯治理方法研究2018年6月

2.2瓦斯治理在现场掘进施工期间，会出现瓦斯超限、报警等情况，严重制约巷道正常掘进施工，在此情况下，应该采取相应的措施，以防止出现事故，如在实际挖掘巷道过程中，瓦斯量逐步增大，瓦斯浓度超过该区域传感器的报警值[6]，简单的单风机已经不能满足风量需求，所以在实际操作中，要采取双风机供风，然后根据工作面瓦斯量大小相应增加单风机，提高通风量，实现降低瓦斯浓度的目的[7]。2.3问题及解决措施在实际施工过程中，如果采用提高工作面的风量的措施降低空气中的瓦斯浓度，但是相应风速也加大[8]，会导致作业区域的粉尘增加，影响施工不能正常进行，同时也不能满足风速验证的规定。为了避免上述情况[9]，那么在满足验证后风速要求，具体解决措施是在风筒上连接三通，这样做的目的是缓解风量[10]，并且改变风的方向，将出风口朝向底部，并且在底部放置废旧皮带，铺设皮带的目的是防止风向朝向底部时引起灰尘而给施工造成影响[11]。量，这也是较为传统的方式，也是相对最有效的控制方式。但是高瓦斯的掘进开采工作中，仍是有很多不可控制的因素，如遇构造揭煤、瓦斯异常涌出等问题在实际工作中需要进一步改善，使之得到提高，同时也需要创新符合实际的治理方法。参考文献：［1］秦贵成.高瓦斯矿井掘进工作面瓦斯治理及管理措施研究［J］.

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3结语

在实际施工过程中，为了更有效地控制瓦斯浓度，风机配备采取一用一备，以免在出现特殊情况下风机工作停止，造成瓦斯的浓度超限，而引发不可控制的安全隐患，并且在实际进风的巷道中要布置备用风机，能够立即启动，保证正常工作。根据实际巷道中的瓦斯涌出量，调整工作面的供风，以此达到有效降低瓦斯浓度的目的[12]。在高瓦斯煤层的掘进工作中，一切关乎生命的安全隐患都应该得到高度重视。高瓦斯煤层开采过程中，会有很多因地质因素影响而造成的一些局限性，制约正常施工。目前采取具体的措施就是改变掘进面的风构建及应用［J］.煤炭学报，2012，37(9)：1456-1460.

（责任编辑：唐文艳）

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采过程中，储层水对井下排采设备的腐蚀是本区煤层气排采面临的主要限制性因素。基于矿区侏罗系延9煤层变质程度低、煤质软的特点，储层压裂改造后导致压裂影响区煤层更加破碎，煤粉大量产出，在排采过程中有杆泵携带大量煤粉造成频繁卡泵，大大缩短了排采周期，是本区煤层气井排采面临的限制因素。为了解决矿区煤层气排采过程中抽油杆频繁断脱问题，提出使用内衬防腐油管和镀钨合金防腐抽油杆，可提高材料的防腐性能，同时大大降低抽油管杆之间的摩擦系数，配合使用固定位置插入式扶正器可有效减缓抽油杆偏磨，基本杜绝因抽油杆腐蚀导致的断脱现象，延长抽油杆的使用寿命。通过对抽油泵的选型试验表明，双柱塞反馈式抽油泵和大流道防卡泵是本区的理想泵型，可以有效减少因卡泵导致的修井，保证排采的连续性。参考文献：［1］孙茂远.中国煤层气勘探开发现状、问题及其建议［J］.中国能

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（责任编辑：季鑫）

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