关键词：煤矿开采；回采工作面；瓦斯质量；安全生产
保群煤矿位于广西田东县城东南部方位，直距约16km处，隶属田东县林逢、思林两镇管辖。井田地理坐标：东经107°14′44″～107°17′53″，北纬23°31′54″～23°34′44″；南昆铁路和324国道南宁至百色段从矿区东北边界外侧通过，G80广州至昆明关高速公路从矿区南缘通过；矿区距田东县城和百色市公路里程分别为17km和83km，距平果县城和南宁市公路里程分别为43km和171km，矿区距南昆铁路田东站运距约22km。
1 保群矿煤炭地质
1.1地层
保群矿田及周围赋存的地层主要有第三系晚始新～渐新统的洞均组、那读组，地表为第四系覆盖。
1.2构造
保群矿田位于百色煤田的东南端，为一被走向正断层切割、剖面上呈阶梯状断块的向斜构造（见示意图1），另有近东西向～北东东向的分支断层。井田内次级褶曲不发育，地质构造类型属二类，即中等构造。
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图1井田地质构造示意图
1.3煤层特征及煤质
（1）煤层的层数、厚度、结构及顶底板岩性
井田内含煤地层为那读组二段二分层，厚度148.18m～229.58m，平均厚度175.54m，含煤达18层，主要煤层自上而下依次编号为Ⅰ、Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅳ、Ⅴ，其中Ⅱ1、Ⅲ1煤层大部分可采，Ⅳ煤层局部可采，其它煤层偶见可采点。
（2）煤质
煤质呈褐～褐黑色，暗淡光泽至沥青光泽，条痕棕褐色，由透镜状或条状的镜煤、亮煤和暗煤组成，以暗煤为主，属亮煤～暗淡煤型，层状构造，容重值为1.48～1.62t/m3，硬度约为2～2.5。煤易自燃，燃烧时呈黑浓烟，焰大。煤质属富灰、低硫、低腐植酸、含油的长焰煤。
2 煤矿回采工作面瓦斯存在的原因
煤矿回采工作面之上，瓦斯往往会集中在下述的三个地方，首先是采空区，其次是煤粉，最后是煤壁。目前，已经有不少的信息与数据表明，瓦斯往往会从采空区涌出，而且从采空区涌出的瓦斯甚至可以达到整个煤矿总量的50%。一些特殊的区域含量也会更高一些，有的能够超过70%、这一区域瓦斯主要的来源是采空区域之中剩下的一些煤渣以及附近煤层里的瓦斯，采空区域之中瓦斯的分布具有一定的规律，这样分布的形态一般会受到流场的干扰，由于瓦斯的密度小于空气的密度，因此瓦斯往往会在采空区的低流速层上面聚集，与此同时在采空区之中，一些深度较深的角落也会存在较大量的瓦斯，这里的瓦斯往往浓度较高。
3 煤矿回采工作面瓦斯管理措施
对于煤矿回采工作面与瓦斯有关的管理工作而言，其核心关键的管理对象是工作面上隅角瓦斯。在实际治理的过程之中，应该对该位置涌出的瓦斯总量进行一定的管控，管控的方式10分的多样化，例如可以对进风量进行调整，也可以对风压进行调节，甚至可以直截了当的对瓦斯进行抽采，除此以外也有许多其他的方法。
3.1 进风量的调节
目前有许多有关的信息与数据表明，在测量煤矿回采工作面之上的瓦斯以及风量的时候，往往会出现下述的情形。当工作面上风量达到一定的数值的时候，该位置的瓦斯涌出量会大幅度提升，有的时候增加的数值甚至会是原数值的好几倍。风量过高的时候，工作面会因此出现一些损坏的情况，整个开采区域的漏风量也会大大提升，在这种情形之下，瓦斯会被风从采空区之中带出，瓦斯的管控工作难度也就会相应有所提升。与此同时采空区的氧化层的宽度会有所提升，相应的火灾出现的可能性也就更大了一些，所以应该要确保回采工作面上的风量是适宜的，既不能太小，也不能太大，应该以实际情况为基础，对风量进行相应的管控，从而实现对瓦斯的高效管理。
3.2 风障的应用
风筝的应用主要是为了给需要风的位置引入风，并给那些不怎么需要风的位置设置隔风屏障，阻碍风流进入该位置。依据煤矿回采工作面上的有关情况，可以将这一屏障安设在工作面的进风隅角处，安设在这个地方能够十分高效的阻止外部空气的流入，减少过多的空气流入该区域的可能。此外也可以将该屏障安设在工作面回风隅角的位置，按说在这个地方能够大幅度提升该位置的空气总量，从而稀释该位置的瓦斯浓度，改善瓦斯聚集的情况，从而高效安全地实现对瓦斯的管理与控制。工作面风障倒风的具体图像参照下图2.
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图 2工作面风障倒风示意图
3.3 调节风压
倘若增加煤矿回采工作面之中的风流压力，瓦斯会大量地涌入工作面，一旦增加风量，瓦斯的含量也会随之增加，这种情况在采空区之中会更加显著。一旦采空区之中瓦斯含量过高，工作面上的开采工作就会受到严重的干扰，因此应该有针对性的在回风通道之中安设能够对风压进行调节和管控的设备，从而改善可可能出现的瓦斯聚集现象。目前对风压进行调节与管控的方法10分的多样化，由于回踩工作面主要是以u型为主，故而借助有关的理论并对压强调节管控的方法进行实践可以十分高效的改善工作面之上瓦斯含量过高的问题。第1步就是应该将空气的流量最大值测算出来，依据该测算而出的数值，来对有关的管理调节设备进行参数的适配与设置，从而大大增加空气的流通阻力。借助这些方式能够加强迎风端的气压，从而使得压力差有所下降，进而降低空气之中瓦斯的浓度，还能够阻止瓦斯的涌出。
3.4 瓦斯抽采
在某些情况之下，工作面所在地的煤层可能具备较高的瓦斯含量，当然也有可能是附近的煤层具备较高的瓦斯含量，这些都会使得回采工作面的瓦斯含量严重超标，仅仅介入上述的排风方式无法从根源上解决问题，因此在这样的情况之下，我们可以借助瓦斯抽采的方式来进行问题的处理与解决，下面，将对几种具体的抽放瓦斯的方式进行阐述。
1)瓦斯预抽。在有关的开采人员在进行与开采挖掘有关工作的时候，每隔一段距离安设钻场，每个钻场之间的距离相等，皆为60米，并且在每个钻场之中都布设钻孔，钻孔的数量保持在8个以内，每个钻孔的半径也控制在大约4.5厘米，然后就可以进行瓦斯预抽的有关工作，从而减少，该位置在回踩过程之中，瓦斯的总量，进而实现对瓦斯的管理与调控。
2)一边开采一边抽。在回采工作面的时候，可以借助掘进过程之中的钻场来抽放煤层和采空区之中存有的瓦斯，在设计的过程之中，要提前对钻孔所在的位置进行规划，故而，.有关的施工方式和设计模式都应该以对应的标准与规则为基础来进行选择。
3)在地面上钻孔并进行瓦斯的抽取。开采现场所处的地理环境不同，和情况不同的时候，应该依据不同的方式来进行钻孔的设计，确保回采工作面上的钻孔工作符合该施工场地的实际需求，而后开展瓦斯抽取的有关工作，这些钻孔不要急着将其回填，应该一直将这些钻孔保留着直到整个开采工作完成，只有这样，瓦斯的治理工作才能顺利的开展。高位钻孔抽采的具体内容参照图3，高位抽放巷抽采的具体内容参照图4。
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图 4高位抽放巷抽采示意图
3.5 科学设置预埋管的抽采管
要想确保瓦斯的抽取效用和预期相符并且满足有关的规定与要求，有关的工作人员应该合理的去设计与管控预埋管道。在推进工作面的工作进程的时候，应该做好预备措施，即预先在煤矿的采空区埋下瓦斯抽采管道，该管道埋设的位置主要在采空区的风向处，与此同时，应该保证该管道的半径大约为10厘米。依据现有的一些案例经验和研究信息表明，采管口之间的距离应该保持在30米，离太远和距离太近都会有碍后续工作的开展。此外还应该安设配置对应的吸气口，吸气口与吸气口之间也需要有一定的间隔距离，这个距离也应该保持在大约30米，借助三通阀门来抽放该区域之中残存的瓦斯。这一过程之中，采空区的上部应该将阀门打开，借助抽放孔达到瓦斯排放的目的，从而最大程度上减少该区域的瓦斯总量，实现对瓦斯的合理管制与调控。
结 语
综上所述，煤矿回采工作面之上的瓦斯管理工作属于长期工作的一种，许许多多煤矿安全事故的根源都是管理不严格，故而，应该从管理工作的开展方面着手，解决事故发生的根源，提升煤矿通风的管理严格程度，进一步建立健全瓦斯的管理工作体系，借鉴以往煤矿回采工作面瓦斯的优秀治理案例，充分积累自身瓦斯治理的经验。着重关注核心步骤与管理环节的重点开展有针对性的管理，最大程度上避免煤矿安全事故发生的可能，减少可能带来的经济损失，确保工作人员的生命财产安全，提升煤矿生产的安全程度。
参考文献
[1]陶云奇.采煤工作面瓦斯抽放技术研究[D].贵州大学,2016.
[2]张智纲.麦地掌煤矿首采区瓦斯治理技术研究[D].辽宁工程技术大学,2017.
论文作者:苏飞宏
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第19期
论文发表时间:2020/3/16
标签：瓦斯论文; 工作面论文; 采空区论文; 煤矿论文; 煤层论文; 钻孔论文; 工作论文; 《科学与技术》2019年第19期论文;