高瓦斯矿井下瓦斯通风防治技术的研究

高瓦斯矿井下瓦斯通风防治技术的研究

马红涛

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【摘要】：我国煤矿安全问题一直是制约煤矿行业生产发展的重要因素，而瓦斯含量过高则是发生矿井下事故的主要原因。因此，为了促进煤矿企业的健康发展，就要做好矿井下的安全管理工作。其中，瓦斯通风防治工作对于确保煤矿的安全生产至关重要，通风既可以及时排除煤矿回采中排出的瓦斯，还可以稀释煤尘，从而确保生产安全。本文结合实际从作用原理、注意事项等方面，对B型通风技术和均压通风技术两种高瓦斯矿井下的通风防治技术进行分析。

【关键词】：高瓦斯；矿井；B型通风；均压通风；防治

1.矿井瓦斯通风防止技术的综述

合理的矿井通风系统是防治瓦斯、煤尘以及自然发火事故的关键。瓦斯是煤矿最严重的威胁，预防瓦斯超限，防止瓦斯爆炸，其基础工作是要构建可靠的通风系统，使井下巷道和工作面供风可靠、风量充足，风排瓦斯的含量能够满足矿井要求。煤尘有爆炸危险，通过通风将井下煤尘稀释到安全浓度或以下，并排出矿井，对于存在自然发火危险性的煤层，防治自然发火要通过选择合理的通风系统和控制风流的技术手段，以减少漏风，消除自然发火的供氧条件，从而达到预防和消除隐患的目的。B型通风技术和均压通风技术是两种特别适合于高瓦斯矿井的通风技术，下面本文将对这两种通风技术进行简单的探讨。

2.B型通风技术分析

2.1 B型通风技术要点分析

针对工作面内煤层厚且易燃、瓦斯含量高这一情形，近年来不少采矿专家和学者通过对矿井通风学、流体力学与瓦斯涌出及移动规律的学习与研究，总结出了适应这一情形的“一通三防”B型通风技术。“通”即通风，“防”即防治瓦斯、防止火灾及防尘，“一通三防”构成了通风安全管理的重要内容。所谓B型通风技术，是指在工作面进回风系统中布置通风联络巷，与工作面构成并联通风网路，并与回风巷并联布置顶板瓦斯排放道，形成“一进二回一联巷”的B型通风系统。通过在回风巷增阻和联络巷调压的控制措施，可以抑制瓦斯涌出，引导工作面高顶及上隅角瓦斯按预定通道运移。过去，人们为了避免工作面内出现风流短路或漏风等状况，常常采用U型通风模式，决不会将联络巷布置在工作面进回风系统中，虽然这种做法能增大工作面内的通风量，但并不能解决瓦斯在工作面上隅角及高顶迅速涌出，以及在回风巷内形成高瓦斯区等的问题。采取B型通风技术后，明显的改善了这一状况，它既保证了通风量，又避免了通风死角，在一定程度上优化了工作面生产环境的质量，从而提高了工作面的生产安全系数。

2.2瓦斯涌出的抑制方法

在抑制采落煤炭以及新暴露煤壁瓦斯涌出的方面，主要是通过在回风巷内增设局部通风阻力，该种B型通风技术既可以放缓风门进风侧压力的坡线，又能阻止风门的形成，使得各点风流在绝对静压的情况下升高。对于新暴露煤壁的瓦斯涌出以及工作面采落煤炭，能起到有效的抑制作用。在抑制巷道瓦斯的涌出方面，超长工作面的采准巷道是高瓦斯煤矿采煤工作面瓦斯涌出的又一主要来源，采用B型通风技术能够控制巷道内的瓦斯浓度。然而，使用该种通风技术时，应注意巷道内的绝对静压，如果局部通风阻力使得回风巷内各点风流的绝对静压，小于增阻前各点风流的绝对静压值，那么瓦斯将会增大涌出的强度。对采空区瓦斯涌出的抑制方面，应用B型通风技术可以有效的缩短强漏风带，使其迅速变化至弱漏风带。也就是由紊流带过度到渗流带，促使大部分瓦斯转移并聚集在采空区冒落裂隙带，从而抑制了采空区涌出瓦斯，实现了降低或消除瓦斯威胁的目的，保证了瓦斯抽放工作的安全，为煤矿营造了良好的生产环境。

2.3控制瓦斯的运移 

煤矿企业在采用B型通风方式的情况下，在综放面设置两条不同的回风巷，可以使得煤矿在选择排放高瓦斯时，有2条通风路径。但是，由于瓦斯的通风排放甬道是与采空区连通的，并且遭受到采动应力的破坏，使得通风阻力较大，导致了通风巷道的滞后工作面煤壁2～5米之间产生冒落。因此，煤矿必须在回风巷内安设增阻调节的风门，这样就可以顺利的调节2条回风巷的风压，以风压差来控制通风甬道的风压，从而控制采空区的高浓度瓦斯，让其从顶板瓦斯的排放道排出。

2.4 B型通风缺陷的解决措施

　　因为使用B型通风模式来管理，导致排放道的正前方长期处于垮落状态，极不稳定，容易使采空区与排风巷之间的畅通度发生不确定变化，这就难保在排放高瓦斯的过程中不会发生状况。一般来说，瓦斯的排放总量、回风顺槽和排风巷间的风压基本上是不变的，这就大大增加了工作面向排风巷所排放风量的变化幅度。因此，我们应保证将矿井中排出的排风巷瓦斯，控制在安全浓度以下。针对这些存在问题的地方，必须要采取措施进行解决。其一，加大对排放巷局扇正压通风的研究力度与应用程度，进而解决排风巷排出时，超过安全浓度的瓦斯问题。其二，应该保证排风巷的正前方垮落带与矿井掘进巷煤壁中瓦斯的渗流性质保持一致，无论是其物理性质还是化学性质。总得来说，煤矿企业可以适当考虑采取局扇通风的技术来使B型通风模式下装置综放面稀释，尽量在最大程度上降低排风巷中排出瓦斯的浓度。

3.均压通风技术分析

3.1均压通风技术的原理

　　均压通风主要是指通过对矿井中的调压设施进行设置，或是调节改善矿井中的通风系统，来使通风巷两端的风压降低达到平衡状态。该技术在矿井中的应用是为了使甬道中的瓦斯浓度得到更好的控制，由通风巷两端的风压调节来控制瓦斯的涌出与扩散速度，从而减少了进入采煤作业面的瓦斯含量，保证作业层面的安全，使得工作顺利进行。

3.2 均压通风的注意事项

　　使用风窗与风机联合的均压方法控制瓦斯含量时，要时刻保持谨慎，不仅要有具体的技术措施，还要有完善的、切实可操作的管理措施。该方法在具体使用时，应该注意以下几点： 第一，使用该技术方法时，要时刻注意控制煤矿煤井的风量，要防止均压风机由于作用不同部位而导致分压不稳情况发生；第二，必须钉严溜子道的截止门，来为工作层卸压；第三，溜子道的风筒出口不能与工作层面的下端头离得太近，以防风机射流，引起瓦斯与煤炭的自燃；第四，煤矿企业要合理调节调量窗的面积，以防出现分压不均的现象发生；第五，如若系统使用停风措施，必须考虑到均压风机在突然停风的情况，如果不能及时的将溜子道与回风道的调量门打开，就会直接导致瓦斯大量涌入施工层面，酿成煤矿瓦斯事故；第六，为了保障工作层面风流的稳定，煤矿的风筒、风门每日都要有专人进行维护；第七，要每天不断对均压通风进行调整与调试，直到达到最佳效果；第八，随着工作面的不断推进，上、下两道风门向外移设时，应事先钉好外面的风门，然后再拆里面的风门。

结论与建议：

瓦斯聚集到一定程度后极易引发爆炸事故，在矿井瓦斯防治中，通风是煤矿瓦斯治理的基础先决条件，因此，通风管理历来受到各高瓦斯煤矿的重点关注。建立并完善通风系统是矿井进行生产前的必要步骤，它也保障了矿井产量的优质高效。但是近年来，我国煤矿技术快速发展，随着井下采掘工作的进行，矿井通风系统会不断发生变化。因此，在实际生产过程中必须要进行通风系统调整，改善通风网络结构、调整通风机的性能参数，对复杂落后、急需优化的通风系统进行优化改造。

参考文献：

[1]成新龙、黄向菁、马芹永.高瓦斯煤矿硬岩巷道中深孔全断面一次爆破技术[A].矿山建设工程新进展——2006全国矿山建设学术会议文集（下册）[C].2019年；

[2]李树刚、李生彩、林海飞、成连华.卸压瓦斯抽取及煤与瓦斯共采技术研究[J].西安科技学院学报.2018年03期