高突危险综采工作面防瓦斯防灭火治理方法

宋春林

(山煤集团左权宏远煤业有限公司，山西 晋中 032600)

引 言

社会经济的飞速发展导致全社会对能源的需求量越来越高，煤炭作为我国能源消费结构的主要组成部分，需求量自然也在逐年提高。煤炭开采企业为了适应市场需求，在开采过程中也加大了生产力度，但是生产速度加快的同时，安全事故也随之出现。实际上，安全事故的发生很大程度与开采工作本身有关。一方面，井下作业的整体环境和施工条件比较复杂；另一方面，开采技术设计操作环节众多，稍有不慎就会导致瓦斯和火灾事故出现。为了保障生产效率，降低事故发生可能性，煤炭开采企业有必要对开采过程中的安全事故因素进行研究，以此为高效资源开采提供可靠支持，落到实处的做到文明生产、安全生产。

1 工作面概况分析

某煤矿在工作面掘进时出现瓦斯动力现象，经过测算，煤层厚度约为6.0 m，掘进期间瓦斯涌出达到12.0 m3/t，该矿处正从低瓦斯向突出矿井过渡，所以必须加大研究力度，减少瓦斯事故的发生。机、风巷提前施工50 m瓦斯抽放钻孔，同时预留160 m的空白带，其中预留部分的q值超过3 L/min，s值也已经超过6 kg/m的上限。由此可以推断，当前施工安全受到严重突出危险性的威胁。此外，该矿处于自燃煤层，发火期达三个月以上，经过数月的采掘推进度也不甚理想，并且时常伴有自燃事故的发生。在瓦斯和火灾问题的影响下，施工人员的生命安全和身体健康都受到不同程度的侵害，施工的推进极为缓慢。

2 防瓦斯措施的分析

在煤矿开采过程中，矿内工作面上隅角会出现高浓度瓦斯，这些瓦斯在涡流的作用下比较难扩缩，并且在不断积累下会导致浓度超标。当工作人员在开采中操作不慎，或者是日常管理出现问题，就会发生瓦斯爆炸这样的严重安全事故。为了维护施工人员的生命安全和企业财产完整，采取安全施工的重要性就体现出来，施工单位应当在开采中做到以下几点。

2.1 提高生产安全意识

安全是生产的第一要素，对于矿业开发这一高危行业来说，做好安全工作是最基础的要求。施工管理单位必须将安全生产渗透到生产的各个环节中，确保每项生产行为都能受到安全生产准则的指导。想要有效地提高生产安全系数，最重要的就是对一线施工人员和干部管理人员展开培训，让工作人员在充分认识到瓦斯和火灾危险性的情况下自觉按照要求规范生产行为[1]。

2.2 合理调整挡风墙

挡风墙需要结合工作面的推进作出调整，否则就不能减少上下端的压差和漏风量，还会在一定程度上导致高浓度瓦斯流出，从而影响生产工作的有序运行。比较合理地设置形式应当是将挡风障安置于上下隅角处，从而达到减少采空区漏风通道的目的，在挡风的同时防止瓦斯罐现象形成。

2.3 设置导风帘

导风帘的主要作用是降低黄泥墙前的瓦斯浓度，导风帘的悬挂位置为上隅角，理想的稀释浓度应当达到1%以下。导风帘的长度不宜过短，正常情况下要大于10 m，并且要能够满足巷道和煤壁间的通风距离，否则就很可能出现风阻现象，造成通风效果降低的状况。此外，风压差要维持在一定范围，借助调节进风风压、风速的方式保证均压通风，这样就可以将通风效率和质量维持在比较理想的状态。

2.4 防止支架位移

支架位移时可能会摩擦火花，所以工作人员要在采面顶端设置垫木和皮带等，防止火花出现造成瓦斯爆炸[2]。

2.5 设置瓦斯钻孔

在矿产开采以前，需要在风箱和机巷处设置抽取瓦斯的钻孔，降低该处的瓦斯浓度。为了全面监控瓦斯事故，矿井工作人员要在瓦斯易出现的区域放置检测设备，这些检测设备对瓦斯浓度有着高度灵敏性，可以稳定的监控瓦斯浓度，当瓦斯浓度高于0.8%的时候，监控系统就会向工作人员发出警报，提醒工作人员对异常状况作出处理。

2.6 利用煤壁浅孔抽放技术

上文中已经提到，矿井中有空白带160 m，这就需要借助工作面煤壁浅孔的抽放技术降低矿井内的瓦斯含量。在每三天一次的循环操作下，瓦斯的排放量可以达到4 600 m3/次，在矿井瓦斯含量显著降低的情况下，施工人员在生产中面临的威胁也会降低到可控范围。

3 防灭火综合治理

3.1 工作面合理配风

在工作面初次来压时，应当合理调配风量，不过工作面初采期间的采场空间相对较大，负责通风的工作人员必须在准确认知现实情况的基础上适当增加风量。结束初采环节以后，就要结合作业规章需要做出进一步调整，在调整期间遭遇异常状况时需要及时作出处理。

3.2 注重气体检查和预报预测工作的建设

气体检查和预报预测在不同阶段的侧重点有所不同，工作人员要根据施工流程和工艺的变动对具体内容作出调整。

3.2.1 工作面初采阶段

工作面初采时，负责通风的工作团队要安排专职瓦检员实施盯面检查，其中的主要检查对象包括顺风槽、工作面、回风隅角和回风顺槽等，这些地点的气体状况比较容易发生异常，所以检查工作的重点也要集中于这些地方，正常情况下每班检查必须达到三次，检查完成以后还需要将检查结果向通风队、矿调度室进行汇报，若是发现了异常状况就需要及时进行处理，以免安全事故发生。结束初采工作以后，工作面的气体检查要求稍微降低，检查工作也由专职瓦检员和兼职瓦检员共同负责，每班检查次数从至少三次降低到两次。不过检查工作依然要坚持按照程序进行操作，完成检查以后要将最终结果进行反馈。在工作面未采与撤回期间，瓦检员要密切注视气体的变化状况，一旦脱岗、虚报状况发生，就要对瓦检员进行严厉处分，以防各种不当检查行为造成严重的后果。至于瓦检员的交接班，既要严格按照规定进行，也要做好交接记录，明确责任归属。

3.2.2 工作面回采阶段

综采队的工作人员应当带齐工具和设备，保证氧气供给充足，利用一氧化碳和瓦斯便携仪观测工作面的气体状况，异常发生时汇报调度室，然后等待通风队的专业工作人员实施深度处理。正常情况下，工作面中每隔20个支架就要配备一组氧气和便携测量仪器，这样就可以方便工作面人员实时观察气体的变化，从而及时对气体异常的状况作出应对。在工作面回采阶段，通风队工作人员需要按照规定要求每天对回风隅角和挡风帘内的气体进行取样，然后再将取样结果化验分析，从而得出采空区遗煤氧化自燃情况的有效反馈[3]。

3.2.3 工作面回采和为末采阶段

经过一段时间的采集以后，工作面的监控设备可能因为外界因素的影响出现灵敏度下降的问题，这就会造成监控设备可靠性降低。为此，通风队工作人员要保障好工作面监控设备的管理、维护，为安全生产提供稳定、高效的设备支持。调度室工作人员应当时刻关注传感器数据的变化，一旦发现异常状况，就要采取措施进行处理。对于气体的不同变化情况，相关工作人员应当熟练掌握针对性的处理措施。结合行业中常见的检测系统使用管理办法可以认识到，回风隅角和工作面回风槽等监测点至少要保证每周化验一次，并将化验报告汇报总工程师和通风科等。

3.3 上下隅角堵漏

在工作面初采阶段，工作面进、回风隅角处需要按照要求设置挡风帘减小采空区漏风。当初采结束以后，就要在回风侧挂设导风帘，借此引导风流将回风隅角的瓦斯和有毒有害气体冲淡。需要注意的是，挡风帘在长时间使用后也会有一定的破损，虽然短时间内不能产生严重的影响，但是安全无小事，通风队工作人员在日常巡查时要适当观察挡风帘状况，出现破损后及时修补或更换[4]。

3.4 保证回采速度及回采率

确保回采速度和回采率也是防灭火总综合治理的必要途径，工作面回采期间，工作人员务必要控制好顶煤和底煤留设，工作面和顺槽中的浮煤都要打扫干净，尤其不能将浮煤留至采空区。在采煤时，割每一刀都必须保证机头、机尾五台端头架范围内岩粉撒布到位，厚度最小不得低于30 mm。在没有特殊事件发生的情况下，回采率不得低于95%，这样就可以减少采空区遗煤数量，缩短浮煤氧化时间。

3.5 加强上下隅角三角区顶板管理

上下隅角三角区顶板的管理不同忽视，两隅角架后悬顶长度超过10 m时，就应当停止工作面的推采，同时切断工作电源，将锚索和锚杆的支护作用消除，确保工作面上下隅角三角区采空区及时冒落。除此以外，工作人员也可以使用沙袋或其他阻燃材料作封堵处理。

3.6 加强封闭质量及进度

在工作面回采阶段，进风顺槽的联巷选需要在工作面前15 m左右封闭，当回采结束以后，应当尽快对采空区进行封闭，原则上封闭要在45天以内完成，具体可以参照企业《加强通风设施管理的规定》中的要求继做具体施工，以便封闭工作的高质、有序推进。

3.7 加强工作面火源管理

加强工作面火源管理是最基本的管理内容之一，在工作面回采阶段，各个施工人员都应当对生产过程中出现的引火热源保持高度关注，尤其是综采工作面的电气设备，机电科每周至少要检查两次，否则就有可能因电气设备失爆导致设备运行出现问题。

3.8 地表堵漏

采空区地表坍塌状况需要调度室、通风科和地质科等部门的协同处理，当坍塌状况出现以后，工作人员要按照要求进行堵漏。

4 结语

煤炭资源生产对我国社会经济发展的重要性不言而喻，煤炭开采企业在生产中要更加关注安全问题，将安全管理意识贯穿于各个生产环节，尽可能规避瓦斯和火灾事故的发生。当然，对于可能发生的安全事故，施工单位一定要建立完整的应急预案，以免事故的发生造成严重的人员伤亡和经济损失。