摘要：瓦斯管理是矿山安全系统工程和“一通三防”管理中的重要环节，也是一个薄弱环节。过量气体的防治是气体管理的重点和难点。随着开采深度的增加，开采机械化程度和瓦斯含量也在增加。瓦斯抽采是降低煤层瓦斯含量、消除突出危险性、降低矿井风排瓦斯量的最直接手段。
关键词:采煤工作面底板破裂规律；瓦斯抽放应用；
虽然采取了钻孔抽放、采空层开采等措施，但工作面瓦斯涌出量仍然很大。特别是采空区上角作为工作面采空区漏风的交汇点，易形成瓦斯聚集区。如果处理不当，会有很大的安全隐患。因此，采煤工作面顶角瓦斯控制是采煤工作面瓦斯控制的重要组成部分。
一、采煤工作面底板破裂规律
1.底板破坏机理分析。随着工作面推进和采空区的形成, 采场周围的应力发生重新分布, 造成在周围煤体一定范围内出现应力增高区 (支承压力区), 在支承压力作用下, 煤体底板煤岩层将发生不同程度的移动煤层底板在煤柱区应力一直处于上升(增压)状态, 底板煤岩层处于压缩状态;而在采空区下方底板应力总是处于下降(卸压)状态, 底板煤岩体处于膨胀状态。也就是说正常回采阶段底板煤岩体总处于增压—卸压—恢复阶段, 且随着工作面推进而重复出现, 在压缩区与膨胀区的交界处, 底板岩体容易产生剪切变形而发生剪切破坏;处于膨胀状态的底板岩体则容易产生离层裂隙及垂直裂隙, 所以, 岩体在煤柱边缘区内最易产生裂隙并发生破坏。煤层内瓦斯存在形态为游离状态和吸附状态, 在没有其它外界因素影响下, 他们以动态平衡的关系存在于煤层内。工作面开采后, 下部煤层受开采的影响, 由于工作面前方煤体及上覆岩层受力逐渐增大至峰值, 而后又突然变小, 这就破坏了煤体内瓦斯吸附与解吸的动态平衡, 大量吸附瓦斯解吸为游离瓦斯。如果此时顶板存在裂隙, 瓦斯就会沿顶板裂隙向上层工作面漂移, 使工作面瓦斯严重超限。由此可以认为, 只要下邻近层距离在最大破坏深度以内, 那么下邻近层的瓦斯就会从底板破坏形成的裂隙内涌入到本层, 造成工作面瓦斯超限。而在底板裂隙内布置瓦斯抽放钻孔, 是解决此问题的方法之一。
2.在工作的角落里，采煤的角度靠近煤的墙和坑，当风力从垂直的方向移动时，煤墙和角落里的风速下降。瓦萨在稀薄的角落里的浓度是，在角落里有新鲜的风来稀释气体并带走它。必须考虑到来源、大小、小巷和通风等具体情况，采取这种方法。当它们接近空气边界时，速度和脉动等于零;在工作的角度，除了上角的涡旋区外，出现了上角附近的微生物区，排出的气体区域在这里堆积，而上角的浓度较轻。由于空气稀薄，瓦斯比倾向于从上层转移到上层的气体浓度。煤矿的采煤工作使用“U”通风形式，这是一种通风结构，用来了解煤炭的存在、矿井开发、火灾和模式。由于这条小巷在煤炭行业落后，角落里的漏洞水平可能会在角落里堆积起来。在通风条件下，该区域的漏洞是一个抛物线，导致深气体。因此，在工作的角落里，上角的浓度更高。引入上角角不可能是完全可用的，而且通常是一个空的屋顶，从1米到3米，这加剧了风水问题。上角的天花板越大，气体越多，在上角积累的可能性就越大。
3.在工作压力差角对气相于空言采空区,而内斯瓦比空气气体密度,当小裁具有高差时产生风斯瓦压裁然自上升,然必力使采空区含高浓度内斯瓦空气向裁上隅角移运使,上隅角成香港法院采空区高浓度斯瓦集涌中出点,这也相互裁成角隅上是香港法院采面工作空区中涌斯瓦集积聚和部局出的一个重要原因,超基底。目前，工作正处于倾斜开采的边缘，工作表面略高一些，空气密度略低。供气区的释放，在供气过程的两边释放。
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二、瓦斯抽放应用
1.底板受采动影响会发生破坏, 产生裂隙。当底部煤层与开采层较近时, 邻近层的瓦斯由于上部煤层开采的影响, 瓦斯由吸附状态变成游离状态, 可以透过裂隙漂移到开采层, 造成开采层工作面瓦斯超限, 影响开采层的生产。 根据对底板破坏的破坏规律和瓦斯涌出规律的分析, 采用底板低位钻场进行瓦斯抽放, 既解决了工作面瓦斯超限问题, 也回收了大量的瓦斯能源。能有效抽采底板裂隙瓦斯，这与上部煤层采动遗留保护煤柱引起底板岩层内应力分布有关。底板岩层受采动影响，随着工作面推进，在垂直和水平方向均产生压缩和膨胀，出
现应力升高以及应力降低区，底板岩层应力的变化，使得下部岩层产生导通裂隙，形成底板裂隙发育区，从而为底板瓦斯抽采钻孔抽采底板裂隙瓦斯提供了瓦斯运移的通道。从整体趋势来看，所有钻孔抽采瓦斯纯量整体先缓慢上升，后有升有降，再下降，这并不符合本煤层抽采钻孔抽采流量衰减的规律，说明工作面回采对底板钻孔抽采影响较大，在底板受到一定的压力，裂隙充分发育的情况下，底板钻孔能保持较高的瓦斯抽采纯量; 在工作面远离底板钻孔终孔位置后 ，抽采瓦斯纯量有明显的下降趋势，此时有效抽采段减少，钻孔一部分进入采空区，部分底板裂隙被重新压实，说明裂缝带高度对抽采影响较大，回采期间高瓦斯薄煤层采煤工作面瓦斯主要来源于邻近层，卸压瓦斯抽采是治理回采期间瓦斯的关键。
2.冲破风门的角度是最简单的方法，最早使用。根据地面观测，接近上角，在引入遮阳板后不久，角角的浓度就下降了。然而，风力屏障的存在造成了许多不便，例如影响柱、柱、出口商、运输等。泵入上层是泵入上层，并通过动态压力泵入上层检查室，泵入表面的煤壁、上角和下一层。这不仅改变了气体进入太空的方向，还降低了风化流，将空水限制在工作的角度，从而降低了角落里的气体浓度。上面的板块会泵出一个气体区域，这样它就会从控制的上端退出。一些高质量的钻孔使他们能够集中注意力，以表明角落里的石炭墙有一道裂缝作为通道。这种气体显然是从原煤和吸出气体的原煤中释放出来的。一旦风力织物被破坏，上角的上角就会上升，这就会导致上角的上角，所以这是非常不稳定的，对安全生产造成更大的危险。因此，这种方法既不太理想，也不适合高产工作，通常是临时措施。当煤炭出现在气体平面上时，在工作场所的煤上放置10到15米，安装当地的风扇和角度入口。在煤中，在煤中，正空间形成。上层角落的高浓度通过风扇迅速进入树干，达到目标，到达煤炭，到达煤炭，而风扇则在工作。为了工作而增加的捐款数量，电线的绕流加深并加强了来自回收区的空气交换，从而增加了气体的数量。由于气态气体在上角的上角的上角增加了风力、气孔和水帘，但在上角增加到1%。这个问题不能解决，因为在短时间内将煤油中的气体抽干;在短时间内，如果使用空白区域和小巷，就无法有效。因此，决定使用排气风扇，利用风力的增加和煤层的钻探。气体可能出现分层流动和局部气体聚集，容易在上角形成气体聚集，且顺风方向与天然气流动方向相一致。相反，它们容易混合，不易发生气体分层流动和局部堆积，可防止气体在上角积聚。但是，《煤矿安全条例》第115条规定，在煤(岩)气(二氧化碳)突出危险的采场工作面，不得采用向下通风。因此，在使用向下通风时，一定要谨慎。根据洪良矿实际情况，在确定矿区巷道时，很难实现向下通风。
在煤层预抽时间较长的情况下，回采期间高瓦斯薄煤层采煤工作面瓦斯主要来源于邻近层，卸压瓦斯抽采是治理回采期间瓦斯的关键。
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论文作者:李奇磊
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第09期
论文发表时间:2019/7/23
标签：瓦斯论文; 底板论文; 工作面论文; 裂隙论文; 气体论文; 煤层论文; 钻孔论文; 《工程管理前沿》2019年第09期论文;