联合抽采于U型通风工作面的瓦斯治理探讨

＊郝智峰

（山西新景矿煤业有限责任公司 山西 045000）

引言

在煤矿生产中，U型通风工作面易致使煤矿瓦斯聚集，而这些煤矿瓦斯会通过上隅角进入回风巷，导致煤矿瓦斯超标。若想确保煤矿安全稳定的开采，应科学运用针对性策略治理煤矿瓦斯。以下主要内容为联合抽采于U型通风工作面的煤矿瓦斯治理策略。

1.煤矿瓦斯的危害

(1)安全危害

当前，煤矿瓦斯的安全危害有很多种，其中比较典型的是煤矿瓦斯窒息与爆炸等。事实上，甲烷本身是没有毒性的，若是当空气里的甲烷浓度偏高，便会导致空气内的氧气浓度下降，矿井中通风不良地区便有可能出现煤矿瓦斯窒息这个安全危害；当煤矿瓦斯和空气完全融合之后，若是氧气浓度超过12%，煤矿瓦斯的浓度会处于5%到16%中间，遇到明火便会出现煤矿瓦斯爆炸事故，危及生产人员生命安全，阻碍煤矿生产工作顺利开展。

(2)污染危害

煤矿瓦斯中含有大量甲烷，而甲烷的温室效应为二氧化碳的20多倍，预计在2021年全世界甲烷排放量将增至2800万吨，其中70%的甲烷都源于煤矿内的煤矿瓦斯。现如今，国内煤矿瓦斯大量排入空气之中，导致温室效应严重化，致使资源浪费与环境污染加剧。

2.U型通风工作面的煤矿瓦斯治理意义

煤矿瓦斯的具体成分是甲烷，所以极易造成爆炸事故。据相关调查表明，约41%的矿难都是因为煤矿瓦斯爆炸所致。因为煤矿瓦斯爆炸会生成巨大的热量，这会给生产设备及生产人员带来巨大的伤害。爆炸还会生成很大的冲击波，给生产设备和工作人员带来巨大冲击，还会让一些煤尘出现爆炸，导致爆炸程度更大。而煤矿瓦斯爆炸会生成一些有毒气体，这些有毒气体会使工作人员出现窒息的情况。煤矿瓦斯爆炸具有极大的危害性，给煤矿生产人员的生命财产带来极大的威胁。基于此，一定要加大对煤矿瓦斯的治理工作。随着现代化社会的深入发展，我国对煤矿的需求量不断提高，煤矿开采量也在继续增加，煤层内的煤矿瓦斯含量也随之增多，这便导致治理煤矿瓦斯的难度变大。除此之外，因为一些矿井地质条件十分繁杂，外加开采中缺少现今的科学技术，也未制定行之有效的安全管理措施，上述因素均会导致煤矿瓦斯事故出现，为此一定要尽快开展煤矿瓦斯治理工作。

科学治理煤矿瓦斯，一方面能够预防矿难事件出现，另一方面还能确保工作人员的生命财产安全。在对煤矿瓦斯进行治理当中，不要只依靠理论，要与煤矿的具体情况进行有机结合，只有适合矿井的治理手段，才能实现煤矿瓦斯治理工作的高效目标。其实煤矿瓦斯治理是一项系统性较强的工作，需要工作人员具备较强的工作能力以及综合素养，持续监督管理煤矿瓦斯，便于确保煤矿瓦斯浓度在合理范围内，保证煤矿开采工作顺利进行[1]。

3.U型通风工作面煤矿瓦斯积聚的具体原因

现如今，导致U型通风工作面煤矿瓦斯积聚的原因有很多，其中比较常见的是，详细内容如下：第一，在煤矿采空区，分为原有空区和采动空区两种。上述两种空区类型形成了十分繁杂的气体网络，外加此煤矿采煤面的通风方式是U型式。若是利用垮落法对U型通风工作面进行处理，会导致巷内煤矿瓦斯气体含量增加[2]。第二，在煤矿U型通风工作面上，回风隅角邻近煤壁，受上部煤帮支撑力影响，导致U型通风工作面出现风涡流区。从涡流区与风速边界具有的条件看，此种地势会让风经过的区域出现风速下降的状况，处在局部层流的状态。另外，此区域周边含有众多煤矿瓦斯，顺着风向进入到回风隅角，而采空区的风速接近于零，进而在回风隅角涌出大量煤矿瓦斯形成煤矿瓦斯漂移带，受风压影响出现附壁效应，导致风巷内的风流将其带走的难度变大，加大堆积量。第三，在此煤矿内，煤层多半是薄煤层和中厚煤层，在提高回采速度的同时，煤矿瓦斯含量会增多。当前，煤矿顶板一般是黑灰的粉砂岩石，质地坚硬且不易垮。而在下巷中有很多是空留巷，开采后会出现漏风的问题。让此种情况极易造成隅角堆积大量煤矿瓦斯。此外，随着锚索和锚网的利用，也会在利用完后不及时拆卸而导致煤矿瓦斯堆积[3]。

4.联合抽采于U型通风工作面的煤矿瓦斯治理策略

现如今，联合抽采于U型通风工作面的煤矿瓦斯治理策略有很多，其中比较典型的是科学设置风帐或煤矸渣袋墙、利用老塘释放煤矿瓦斯、合理应用调整风门增阻技术、实施回风隅角高位抽放、展开全风压通风、构建煤矿瓦斯监控系统，详细内容如下：

(1)科学设置风帐或煤矸渣袋墙

当前，在煤矿开采中，采煤面主要顺着空留巷，并在回采后的下巷管理过程中以煤矸渣袋石墙为中心，其具体运用存在漏风情况。基于此，回采后可在煤矿的风巷内增加两道煤矸渣袋石墙，预防风流给煤矿采空区带来巨大影响，降低漏风发生率。

(2)利用老塘释放煤矿瓦斯

在煤矿回采中，通过测量发现煤矿上隅角处的瓦斯浓度在0.8%到1.3%间波动。基于此，相关工作人员需要把此区域上隅角处的煤矸渣石墙拆卸掉，让其可以同前区段的老塘构成回风系统，进而释放上隅角堆积的煤矿瓦斯，通过该种办法消除U型通风隅角位置的煤矿瓦斯涡流区，让煤矿开采工作顺利且安全的实施[4]。

(3)合理应用调整风门增阻技术

调整风门增阻技术其实就是在煤矿回采面的分支位置加两道调节通车门，进而加大其所对应的阻力。而对于另一个分支风流来讲，其会在通过风隅角后进入到前段老塘或尾排巷道中。利用此种手段，还能切实减小隅角的瓦斯浓度，增强U型通风工作面的安全性与稳定性[5]。

(4)实施回风隅角高位抽放

现如今，高位抽放为我国各煤矿运用最为广泛的一种技术，并且得到了显著的利用效果。在此技术运用当中，应合理安排煤矿回采工作的财力、人力以及物力等方面，并结合煤矿具体情况确定抽放泵的型号和煤矿瓦斯抽放管径，以实现预期的工作目标[6]。

(5)展开全风压通风

开展煤矿回采工作，加大U型通风工作面，让此煤矿瓦斯涌出来大幅度增长。而若是U型通风工作面老顶首次垮落后，U型通风工作面的瓦斯涌出量和速度会比以往更多、更快，从之前的每分钟5m3变成当前的每分钟12m3。通过多次实践后发现，若是发生此种情况，未第一时间的提高U型通风工作面的风速，便会在U型通风工作面割煤中出现瓦斯气体超量的问题，且影响U型通风工作面常规开采。而若是及时提升U型通风工作面风量，则会导致U型通风工作面对应的压能大幅度提高，并慢慢让煤矿采空内的高浓度瓦斯离U型通风工作面更远，从而实现平衡的目的。正常情况，U型通风工作面采空区处的瓦斯气体浓度会占U型通风工作面煤矿瓦斯涌出总量的60%左右，通过加大煤矿采空区的风量，会让煤矿采空区所拥有的瓦斯气体涌出量及U型通风工作面所含有的瓦斯气体涌出量慢慢变少。基于此，则能够让相关人员意识到，在煤矿采空区瓦斯气体的治理中，调整风量是最佳的方法[7]。

(6)构建煤矿瓦斯监控系统

尽管近几年，国内煤矿U型通风工作面的瓦斯治理水平有所上涨，但是整体效率还相对偏低，为此致使煤矿频频出现瓦斯窒息和爆炸事故。煤矿要构建健全的煤矿瓦斯监控系统和预警系统，进入实现动态监测瓦斯风速、浓度以及负压等，另外监测系统与预警系统还应对重要的机电设备运行情况进行实时监测。通过动态监测煤矿内的具体情况，相关管理人员能够实时掌握煤矿内的安全情况，进而第一时间发现瓦斯气体超过限定的问题，并第一时间有效处理，预防更加严重的安全问题出现，影响工作人员生命财产安全[8]。

5.结束语

综上分析，煤矿企业要加强联合抽采于U型通风工作面的煤矿瓦斯治理工作，通过分析U型通风工作面煤矿瓦斯积聚的具体原因，找出问题所在，进而制定有效的改善措施，提升联合抽采于U型通风工作面的煤矿瓦斯治理效率，保障煤矿生产的安全性，减小开采人员生命财产的威胁，促进我国社会安定发展。