摘要：随着煤矿开采技术和机械设备的不断发展，煤矿采空区的瓦斯治理技术正受到越来越多人的重视。一般都会采取在煤矿采空区抽取瓦斯来进行瓦斯治理，以便更好地使得煤矿安全生产更好地进行。本文主要对煤矿采空区内部的瓦斯治理技术进行分析，希望能够给大家更多的参考性意见。
关键词：煤矿采空区；瓦斯治理；技术研究
引言
瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。瓦斯是无色、无味的气体，而且都存在于煤矿内部。但是，多数瓦斯在使用的过程中都很难被溶解于水中，如果处理不当就会出现燃烧和爆炸事件。如果瓦斯在采空区的内部积累到一定的浓度，会被漏风带入采煤工作面或生产巷道，影响正常生产，可能引起瓦斯燃烧或瓦斯爆炸。本文主要就煤矿采空区的瓦斯治理技术进行研究[1]。
1.煤矿采空区抽取瓦斯的作用
瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，比空气略轻，因此煤矿采空区是瓦斯的主要聚集区域。煤矿采空区的瓦斯聚集不仅会带来燃烧、爆炸等危险，还给井下作业人员正常工作带来安全威胁，因此煤矿采空区瓦斯的抽采具有重要作用[1]。首先，煤矿采空区瓦斯抽采能降低工作面瓦斯涌出量，降低瓦斯浓度，提高矿井安全性；其次，抽出的瓦斯还能进行综合利用，服务于矿井生产或人民的生活，变废为宝为矿井带来经济效益。
2.煤矿采空区抽取瓦斯的理论研究
煤矿井下的煤炭被回采后，在矿井顶板形成一个冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，而顶板形成泄压带。由于顶板和底板之间会存在压力差，所以吸附于煤矿中的瓦斯就能够透过煤矿内部的缝隙进入采空区内部。再加上采空区的碎煤也会直接发挥作用，这样采空区内部的瓦斯就会直接聚集在一起。虽然作业人员并不在采空区采煤。但是如果采空区一旦发生问题，就会直接影响作业人员本身的生命安全[2]。所以，在实际操作的过程中可以采用抽取瓦斯的方法来降低采空区内部的瓦斯含量[2]。可以运用机械让采空区和抽放管道之间产生压力差，这样瓦斯就能够被更好地抽放出来。经过抽采不仅能够减少企业内部的经济压力，甚至也能够对各类高浓度的瓦斯进行合理地利用，最终更好地保护环境。
3.煤矿采空区瓦斯治理方法探讨
3.1 调整风量
通常情况下，当回采工作面瓦斯超限时，第一步要采取的措施应是增加风量，进而降低工作面瓦斯浓度。由于工作面风量增大，压力大大增加，而采空区相对工作面负压增大，采空区漏风量增大，高浓度瓦斯从采空区大量涌向工作面回风隅角，回风流瓦斯浓度急剧上升；浓度下降，直至降到原值以下，有利于安全开采工作。但该方法并不适合所有的矿井，不能盲目加大风量，应综合考虑各方面的因素，符合其使用条件。
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3.2 疏导法排放法
疏导排放法即通过改变采空区漏风方向或采空区瓦斯涌出的方式，减少采空区瓦斯积存量，从而实现防止或减少采空区瓦斯沿工作面上风巷隅角侧涌出的目的。其主要采用尾巷排放法、风筒导引法、采空区强制漏风排出法等方法实施。
3.3 高抽巷抽采
高抽巷是指开采层顶部处于采动影响形成的缝隙带内开掘专用抽放巷道，由于顶板垮落后，临近层及围岩内的瓦斯平衡受到破坏，会沿着裂隙向采空区流动，可在裂隙上布置高抽巷，将瓦斯抽出利用。高抽巷抽采有断面较小、比较容易完成支护、施工进度快等优点，这种抽采方式由于基本不用维护且管理容易，因此整体费用较低。高抽巷抽位于采空区裂隙内，由于裂隙内瓦斯资源浓度高且 比较富集，因此瓦斯抽取效果较好。在施工时，要注意将高抽巷水平投影距离回风巷平行距离控制在15ｍ—20ｍ范围内，保证巷道瓦斯抽取效率，另外高抽巷在建设时还要注意封闭，不能漏气，不能进入杂物。高抽巷抽采需要较高的负压作用才能实现有效瓦斯抽采，因此对厚煤层有着普遍适用性。
3.4 高位钻孔抽采
高位钻孔抽采是指在采煤工作面回采过程中，在工作面回风巷每隔一定间距布置一钻场，向采空区上方施工顶板走向钻孔，钻孔进入裂隙带，然后进行封孔抽采。高位钻孔利用煤层开采后形成的裂隙卸压释放瓦斯，提高了煤层及围岩的透气性，使瓦斯抽采量增大，具有抽采浓度高、稳定性好的优越性，是高瓦斯矿井工作面治理瓦斯的有效方法。
3.5 采空区埋管抽采
采空区埋管抽采是指在双巷布置的工作面中，通过在两巷中间的联络巷预先埋设抽采管，实现采空区瓦斯抽采，这种方法可利用采场的风压调节，实现采空区均压抽采，防止采空区瓦斯涌向工作面，抽采效果显著，但这种方法抽采的瓦斯量不多，因此多与其它抽采方法综合运用。由于煤矿采动作用形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，在压差作用下会释放大量瓦斯气体，为降低煤矿瓦斯压力，避免瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等灾害给煤矿安全生产带来威胁。在进行抽采方法选择时，要根据采煤工作面类型、工作面深度及工作面特性等对瓦斯抽取方法进行合理选择，进而在保证煤矿生产安全的前提下实现对瓦斯气体的废物利用，提高企业煤矿开采的经济效益。
4.结束语
综上所述，本文先对煤矿采空区抽取瓦斯的作用进行分析，之后对煤矿采空区瓦斯治理方法进行探讨。在治理瓦斯采空区的过程中，大家可以先分析实际的情况，再选择合理的瓦斯治理技术及治理方法，这样才能够有更好的效果，确保煤矿在开采过程中实现安全生产。
参考文献：
[1] 吴玉国，邬剑明，王俊峰.煤矿自燃火区治理温度检测技术及装备的研究应用，2017（5）：69-73
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[3] 徐景德，齐睿琛，彭兴力，等.王家岭煤矿工作面上隅角瓦斯治理的技术研究［J］.华北科技学院学报，2016（6）：39-43
[4] 李学杰． 高产高效瓦斯矿井综采工作面瓦斯综合治理技术研究［J］.内蒙古煤炭经济（3）：89-94
论文作者:闵栩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/30
标签：瓦斯论文; 采空区论文; 工作面论文; 煤矿论文; 裂隙论文; 矿井论文; 顶板论文; 《基层建设》2019年第16期论文;