开滦集团股份公司范各庄矿业分公司通风区 河北唐山 063100
摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。我国高瓦斯矿井数量多，分布范围广，在低瓦斯矿井瓦斯事故也频繁发生，而瓦斯爆炸破坏性强、经济损失大、人员伤亡多，常常被称为煤矿安全生产中的“第一杀手”。本文就井下局部瓦斯积聚的原因及处理方法展开探讨。
关键词：煤矿安全；瓦斯爆炸；瓦斯防治
引言
煤矿井下开采过程中，从煤岩体内涌出大量的瓦斯，如果通风不当，极易造成局部瓦斯积存。及时处理生产矿井中局部积存的瓦斯，是矿井日常瓦斯管理的重要内容，也是预防沼气窒息和沼气爆炸事故，保证安全生产的关键工作。井下某一地点瓦斯浓度超过2%；，其体积在0.5m3以上的即为局部瓦斯积聚。生产中易产生局部瓦斯积聚的地点有：回采工作面上隅角，顶板冒落的空洞内，低风速巷道的顶板附近，采掘机械切割部附近，停风的盲巷及采空区边界处等等。下面分别就实际生产中如何处理这些积存瓦斯进行分析。
1回采工作面上隅角瓦斯积聚
1.1原因分析
因为采空区内常积存高浓度瓦斯，且沼气相对密度小，在上行通风的回采面能沿倾斜方向向上移动，部分沼气就从上隅角附近逸散出来，上隅角往往是采空区漏风的出口，漏风将高浓度沼气带出，再者，工作面出口风流往往呈直角或锐角转弯，易形成涡流，造成瓦斯积聚。
1.2处理方法
（1）在工作面上出口处设置导风幛，导引一部分风流流经工作面上隅角，将该处积聚的瓦斯排出。（2）改变采空区内的漏风方向，采用Y型通风，两进一回，可对上部顺槽进行留巷与回风巷联通，将采空区内的瓦斯直接排入回风道。但自燃危险煤层严禁采用。（3）对于煤层倾角小于12°工作面，可采用下行通风，工作面上顺槽风流正吹向上隅角，将上隅角瓦斯带走。（4）利用自然风压排放上隅角瓦斯。在上隅角设置挡风障，将上隅角瓦斯阻挡在风障心里，在回风顺槽内敷设风筒到采区回风道，利用风压差，将上隅角积聚的瓦斯排放到采区回风道风流中。（5）顶板较破碎的回采工作面，可将上出口的支护提前回撤，让上隅角顶板充分冒落，及时充填上隅角挤走隔离瓦斯。（6）对顶板坚硬的回采工作面上隅角采用材料充填方法，回风隅角采用材料充填，人为缩小瓦斯积聚空间，实现回风隅角瓦斯均衡释放。根据矿井生产的实际情况，本着方便、易操作原则，结合充填材料的经济成本，可采用气体、液体、固体充填的方式。（1）气体充填。在采煤工作面上隅角用压缩空气向专用气囊充气，气囊膨胀，占据上隅角空间，同时也挤掉上隅角内的瓦斯。（2）液体充填。采用泡沫发酵材料，发泡倍数10倍。使用前，将泡沫发酵材料按比例与水在搅拌池内混合，通过专用的注射泵压风，使两种不同的发酵材料混合在一起，打入充填区，即可实现充填效果。（3）固体充填：①锯末充填。即将锯末材料装在编织袋（麻布）中，用砌墙的方法将装满矸石的编织袋堆放起来，组成一个实体结构，杜绝瓦斯积聚，回风隅角的瓦斯可以从顶板（帮）与矸石袋的空隙或矸石袋之间逸出；②矸石砌墙充填。采用卧底的方法，将清理出的浮矸（煤）装在编织袋（麻布）中，砌墙方法同锯末充填；③粉煤灰充填。利用电厂的废渣材料（粉煤灰）装入编织袋（麻布）中，砌墙方法同锯末充填。综上，上隅角充填材料气体、液体、固体充填均可以满足需要，固体充填应优先使用矸石充填、粉煤灰充填。
2采煤机组附近瓦斯积聚
2.1原因分析
由于机组工作面产量高，进度快，沼气涌出量大，因而易在截盘附近和机壳与煤壁之间发生瓦斯积聚。
2.2解决方法
加大工作面风量。（2）在采煤机上安装沼气自动检测仪，连续检查其附近的沼气浓度，做到超限即断电，停止机器的运转，仪器安装在截盘回风经过的机壳端部。（3）提高采煤机附近风速，可采用风，水引器提高采煤机附近的局部风速。
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3巷道顶板附近或高冒区
3.1原因分析
瓦斯比空气轻，在巷道煤体不断解析出瓦斯的情况下，如果风速很低，瓦斯与空气不能以紊流形式混合，瓦斯就会上升分层，积聚于巷道上部或高冒区内，造成瓦斯积聚。
3.2解决方法
（1）加大巷道的平均风速，使沼气与空气充分混合，一般认为，防止沼气层状积聚的平均风速不得低于0.5—1.0m/s。（2）加大顶板附近的风速，如在顶梁下面加导风板，将风流引向顶板附近，冲淡瓦斯。（3）隔绝封闭沼气源或抽放瓦斯。
4掘进工作面瓦斯积聚
4.1原因分析
由于巷道不通风或供风量偏小，在巷道不断涌出瓦斯的情况下，造成盲巷大量积存瓦斯。
4.2解决方法
（1）对于局部通风机循环风引起的瓦斯积聚，应先使全风压供给该处的风量大于局部通风机的吸入风量，其次是局部通风机安装在进风流中，距回风口距离不小于10米。（2）对于局部通风机停开引起的瓦斯积聚，应做到无论工作或交接班时，都不准停风，在高瓦斯矿中，配备双风机，双电源，双开关，同时安设风电闭锁和瓦斯电闭锁装置。（3）对于局部通风管理不善引起的瓦斯积聚，应加强风筒管理，保证风筒吊挂平稳直。采用与巷道断面，长度相匹配的风机，保证风量与风速符合作业规程。
5盲巷
5.1原因分析
盲巷不通风或供风量小，瓦斯不能被风流带出，易造成瓦斯积聚。
5.2处理方法
封闭盲巷。井下设计、施工应尽量避免或减少盲巷，若出现盲巷，应及时封闭，并建立盲巷管理台账。（2）启封盲巷。恢复或打开有大量瓦斯积存的盲巷时，必须制定专门的排放瓦斯措施。
6防治瓦斯爆炸的技术措施
（一） 瓦斯抽放。提前对煤层中赋存的瓦斯气体进行抽采，不但可以降低作业时的瓦斯浓度，而且抽采出来的瓦斯气体还可以进行进一步的利用，比如作为汽车的燃料或者进行瓦斯发电。而瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等；抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。目前，瓦斯抽放已在我国多个地区得到了应用并产生了巨大的经济效益。（二）采取抑爆措施。矿井抑爆措施是防治瓦斯爆炸的最后一种手段，目前通用的抑爆装置有两种。（1）使用防爆水棚及防爆岩粉棚。在接近巷道顶板处设置一系列的台板，在台板之上放置一系列的岩粉棚或者水袋。当爆炸冲击波到达时，将台板冲垮，使岩粉和水及弥散在巷道中，吸收爆炸火焰产生的热量，抑制爆炸火焰的传播。（2）自动式防爆棚。使用压力或温度传感器，在爆炸发生时提前检测爆炸冲击波的到来，及时将预先放置的水、岩粉、N2、CO2等喷洒到巷道中，从而达到自动、准确、可靠地扑灭爆炸火焰，防止爆炸蔓延的目的。（三）优化通风系统据统计，多起瓦斯爆炸事故是由于通风系统的设计不合理引起风流短路，造成供风地点所需风量不足，瓦斯大量积聚从而引起瓦斯爆炸事故。因此，优化通风系统，加强对通风系统的管理，贯彻“以风定产”的方针，是防治瓦斯爆炸必不可少的措施。
结语
局部瓦斯积聚是造成瓦斯事故的最大隐患，日常生产中，消除局部瓦斯积聚是瓦斯管理的重要内容，是保证安全生产的关键。但只要加强管理，并采用科学有效的技术措施，瓦斯积聚是可以消除的，瓦斯事故也是可以杜绝的。
参考文献：
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[3]李子文，姜海鹏，高亚斌.煤矿瓦斯爆炸原因分析及防治措施[J].中国煤炭，2017（04）.
[4]王健，杜贤流.煤矿瓦斯爆炸原因分析与防治对策[J].煤炭工程，2016（09）.
论文作者:刘建涛
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第32期
论文发表时间:2019/9/27
标签：瓦斯论文; 顶板论文; 巷道论文; 沼气论文; 局部论文; 采空区论文; 风速论文; 《建筑模拟》2019年第32期论文;