沿空掘巷工作面瓦斯治理技术研究

摘 要：沿空掘巷重点是把巷道设置在地应力场中，提升巷道维护的便利性，降低巷道出现形变的几率或者幅度，其中最为核心的问题是对煤柱的宽度必须进行充分的控制，而对小煤柱进行预留的重点作用为把巷道与采空区的部分分离开，进而控制采空区的水流与毒害气体涌到巷道中，对开采工人的生命安全带来威胁，导致重大事故的出现。但是，在对巷道进行日常安全维护时，煤柱的宽度会带来直接性影响，如果煤柱宽度太小，因为已被采空部分的煤柱在承载力上已经成形，就极易导致煤柱出现失稳的情况;如果煤柱的宽度过高，那么在对回采巷道进行布控时就必须设置在压力较高的部分中，容易提升巷道的压力，进而给支护施工带来难度，而支护施工又是矿井采掘期间非常关键的问题，直接决定着矿井采掘工作是否能够顺利进行，还会在很大程度上影响到矿井开采的安全稳固性，进而对工人的生命安全造成威胁。

关键词：沿空掘巷工作面;瓦斯治理;技术研究

0 引言

沿空掘巷，主要是将巷道布置于低应力场，使巷道便于维护，减少巷道的变形量，其关键点，主要在于严格控制了煤柱的宽度，而留下小煤柱的主要目的，则是将巷道和开采空了的区域隔离开来，以此来防止开采空了的区域的水和有害气体顺利串入巷道，危害矿工的生命安全，发生危险事故。但是煤柱的宽度对巷道的维护起到了至关重要的决定性作用，若是煤柱过于偏小，由于已经开采空了的区域的煤柱承受力已呈现出塑形，就很容易引起煤柱失衡;若是煤柱过于偏大，则回采巷道的布置，就会在压力的增高区以内，这会使巷道的压力增大，导致支护困难，而支护是矿井开采过程中的大问题，对能否顺利进行矿井的开采工作至关重要，也对矿井开采过程中的安全问题造成重大影响。因此，合理把握煤柱的大小，对巷道的支持和维护至关重要，同时也能够有效的治理到瓦斯问题。

1 沿空掘巷瓦斯涌出特点

第一，沿空掘巷重点指的是临近的采空区域上覆岩层稳固以后才进行掘进工作，通常要比临近回采工作面最少延后三个月，另外，巷道的掘进工作区处在倾向应力下降的区域中，在巷道掘进工作面中通常不会涌出太多瓦斯;第二，如果对沿空掘巷的巷道进行科学适当的通风，通常不易产生瓦斯涌出过多的情况;第三，如果沿空掘巷中预留的小煤柱的宽度和支护设备的参数设置的不够规范时，就会降低了煤柱的稳固性，另外也没有采用相应的措施来封堵损坏的煤柱，则会导致采空区和掘进巷道产生串联的现象，采空区域中的瓦斯会在自身压力的促使下涌向掘进巷道中，在巷道采掘长度的提升下，使得瓦斯的涌出量越来越高，久而久之便会产生瓦斯含量过高的问题。

2 地应力对瓦斯赋存影响

在对巷道进行掘进期间，当遇到煤岩环境時，煤的地应力、物化性质、瓦斯压力等问题共同的影响下构成了煤和瓦斯突出的问题。其中最应该受到严格控制的就是地应力场和瓦斯压力场。因为地应力场和瓦斯压力场共同的影响，会使得原来煤层具有的物理性质产生不同程度的改变。对煤层瓦斯的压力进行降解，对有效应力进行增透能够更好的提高煤层抵御外来破坏的能力。在治理沿空掘巷中的瓦斯问题时，可在应力比较集中的部分进行处理，对煤柱进行科学合理的设定，保证沿空掘巷巷道的施工能够对瓦斯进行良好的控制。

3 沿空掘巷工作面瓦斯治理技术研究

3.1 常规治理措施

第一，对通风的质量进行提升。对沿空掘巷工作面中的通风效果进行提升，不断净化其中的空气纯度，尽量保证工作面中为高风的环境，想要确保工程安全顺利的进行，就必须采用智能化、自动化的通风设施作为工作面的风门。第二，对通风机进行合理选型。在选取通风机时必须要根据实际情况来执行，功率较大的通风机更适宜用到沿空掘进比较长的巷道中，而功率较小的通风机更适宜用到沿空比较短的巷道中，并且更适宜用到局部性强的环境中。第三，检验巷道中瓦斯的浓度。必须定期对巷道中瓦斯的含量实施检验工作，保证瓦斯的含量在安全的范围内，以防在作业期间产生瓦斯爆炸的问题，特别是在巷道中通风不顺畅时最容易出现瓦斯含量过高的情况。第四，对支护设备进行合理运用。想要确保沿空掘进活动的顺利进行，就应该对巷道实施合理的支护处理，以防产生巷道顶板坍塌的情况，同时还要构建有关的规范来进行有效约束。

3.2 小煤柱侧注浆封堵瓦斯技术

在上区段的采空区域中和沿空掘巷的工作面中预留设置了6m宽的护巷小煤柱，掘进巷道断面的宽度为4m、高为3.2m，巷道的支护方式为利用锚杆、锚索、金属网加工字钢的支护模式。在进行掘进工作期间，通过对瓦斯涌出含量的检验得知，在掘进工作面的顺槽中有瓦斯涌出，其含量在0.5%上下，为预防实际生产工作中形成采空区域和掘进巷道的连接，导致采空区域中的瓦斯涌进掘进巷道中，可对喷注堵漏的模式进行运用。第一，将沿空掘巷工作面中的中线作为分割点，对接近采空区一侧的顶板和煤壁实施混凝土喷注工作，喷注要达到100-200mm的厚度。在对小煤柱的帮边进行喷注期间，不但能够有效封堵住小煤柱的裂缝，还能够和煤柱的注浆进行充分融合，从而有效提升煤柱的稳固度。第二，煤柱注浆。利用注浆法对已被喷浆的小煤柱进行空隙的封堵，以防掘进巷道和采空区出现通连的情况，导致采空区的瓦斯气体流到巷道中。利用TBW50/15型号的注浆泵，堵漏剂属于高分子材料，其配合的比例在：水=1.5：1000。主要要对出料管、钻孔套、注浆钻孔出浆孔等进行细致化施工，在对注浆孔和注浆管路进行清洁处理时必须采用干净的清水，保证钻孔和注浆管路的畅通无阻。

3.3 采掘工作面“一面一策”几点说明及建议

第一，在对采掘工作面的瓦斯含量进行计算时，大都利用临近采掘工作面的部分进行对比计算，预算出的所有工作面的瓦斯含量和实际的情况会存在一定差异，在煤炭开采期间应该注意提升基本信息数据的搜集，从而达到真实生产工作的要求。第二，采掘工作面防突措施的实施和顺层钻孔与穿层钻孔的预抽是分不开的，应该对钻孔施工、验收、孔洞封堵以及管路链接等工作进行充分、严格的感控，对孔洞封堵和管路连接的技术进行优化，提升抽采工作的成效。第三，对以下三点工作进行重点跟进：①针对矿井中烦扰开采工作的各个煤层根据规定对瓦斯的含量进行测量，从而为采掘工作面瓦斯含量的核算和瓦斯治理方案的制定带来有效的参考根据;②对钻孔抽样半径进行检查，给钻孔的设定带来参照依据;③对抽采系统进行完善处理。第四，对矿井中瓦斯的级别进行严格的鉴定。第五，对掘进工作面的瓦斯治理方案进行科学制定。

3.4 巷帮喷浆

想要防止维护巷道的小煤柱在掘进巷道和回采工作面作业过程中产生严重的形变现象，进而引发煤柱产生可以和采空区连通的缝隙，导致采空区瓦斯涌向掘进巷道的问题，可以利用注浆法对煤柱进行加固处理。对接近采空区的沿空掘巷帮进行水泥浆的喷注活动，喷注的断面要达到半个回采巷道的面积，进而在最大程度上降低对于回采工作面采掘出的煤炭质量的影响。水泥浆的喷注厚度应该在100-200mm之间，不但能够有效提升巷道的支护强度，同时还能够强化煤柱的封堵作用。

4 结束语

总结来讲，在对沿空掘巷进行掘进的过程中，因为没有对瓦斯防治技术进行科学合理的运用，巷道中瓦斯的含量平均值为0.38%，掘进部分的瓦斯含量有时会超出0.8%，在一定程度上危及到了巷道掘进的安全性。利用煤柱帮喷浆的方式进行封堵工作，在掘进部分设置上排减瓦斯的孔洞和其他治理瓦斯的设施，有效降低了涌入巷道的瓦斯量，掘进面中瓦斯的涌出量为0.15%上下，在对巷道进行掘进的过程中没有产生过瓦斯过量的问题，确保了沿空掘巷施工的安全性。

参考文献：

[1]张家文.沿空掘巷工作面瓦斯治理技术研究[J].山东工业技术，2019（12）：80-81.

[2]战南.沿空掘巷工作面瓦斯治理技术研究[J].农家参谋， 2019（08）：168.

作者简介：

武和平（1965- ），男，汉族，籍贯：山西孝义，本科，1989年7月毕业于山西矿业学院采煤专业，现在职务：科员，现在职称：中级工程师，研究方向：矿井安全。