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[摘 要]三水平首个煤巷掘进工作面煤层吨煤瓦斯含量较大，掘进期间，瓦斯涌出量较大，工作面及其回风流瓦斯浓度经常处于临界状态，容易造成掘进工作面瓦斯超限事故。本文介绍了该掘进工作面采用瓦斯综合治理技术解决了掘进面及其回风流瓦斯超限问题。
[关键词]掘进面 瓦斯 治理
中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）37-0025-01
1、概况
鹤煤某矿所开采的三水平一采区首个煤巷掘进工作面煤层为二迭系山西组的二1煤层，该煤层厚度大而且稳定，煤层厚度8.1m，煤层倾角9度～16度，平均走向长610m，平均倾斜宽153m，工作面地质储量154.8万t。该面煤层直接底为深灰色砂质泥岩，厚度为8.61m。老顶为灰褐色粗粒砂岩，厚度1.46m。直接底为灰黑色泥岩，厚度为8.16m。老底为褐灰色中粒砂岩，厚11.9m。工作面吨煤瓦斯含量20.6m3/t。
2、掘进工作面瓦斯综合治理
2.1 掘进工作面瓦斯抽放
2.1.1 本煤层瓦斯抽放
该掘进工作面瓦斯储量计算为：154.8万t×20.6 m3/t=3188万m3。按《煤矿瓦斯抽采基本指标要求》，工作面回采前预抽率不低于30%。因此，回采前预抽瓦斯总量为3188万m3×30%=956万m3。吨煤钻孔按0.05m布置，该面吨煤钻孔工程量7.74万m。
该面采用边掘边抽的方法预抽瓦斯，为提高瓦斯回采前预抽率奠定了良好的基础。
钻孔布置方式：工作面上、下顺槽采用双排交叉钻孔布置方式，其钻孔参数为：排间距0.5m，孔间距1.8m，上排孔与巷道中线成750夹角，向切眼方向倾斜，有利于工作面投产后泄压带的瓦斯抽放工作。
钻孔深度80m，采用聚氨酯材料封孔，封孔长度6m，封孔管采用直径1寸钢管，孔外用直径1.5寸胶管联接。每8个钻孔为一组，设分支管路，各组分别与顺槽主管路联接。每组安装计量装置，设专人对各组钻孔抽放情况进行检查，发现钻孔抽放浓度、孔口负压、流量发生变化，随时查明原因进行处理。抽放系统中，根据巷道布置实际，每5～8组钻孔设自动放水器一台，使抽放管路内不积水，保持良好的抽放效果。
该面本煤层钻孔126107万m，瓦斯抽放浓度26.28%，负压38.5KPa，流量46.71 m3/min，纯量12.28 m3/min，月抽瓦斯51.36万m3。
2.1.2 耳巷抽放瓦斯
为解决掘进工作面施工期间瓦斯问题，矿采取了掘进面上、下帮开双耳巷抽放方法，即在巷道的上、下帮每40m各开一个耳巷作为钻场，钻场间距40m，规格为宽×高×深（2.4×2.4×4.5）。钻孔布置为双排孔，上排3个，下排4个，排间距0.5m，孔间距0.5m，钻孔方向与掘进方向相同。钻孔控制巷道周边轮廓线8m。该方法不但预抽了掘进面正前瓦斯，而且起到了超前钻探作用，做到了有掘必探。耳巷瓦斯抽放浓度 5.65%，负压22.3 KPa，流量24.04 m3/min，纯量1.36 m3/min，月抽瓦斯5.88万m3。通过耳巷抽放，使掘进面及其回风流瓦斯含量下降0.13 %
2.1.3 后路浅孔抽放
掘进面上、下顺槽巷道断面10～12平方，随着不断延伸，煤体暴露面积增大，受掘进采动影响造成巷道后路风流中的瓦斯含量增大，矿采用抽放方法解决，不但可以减少巷道中瓦斯涌出量，通风安全得到保证，而且可保证矿井其它区域的风量正常分配，缓解矿井风量紧张局面。
a.钻孔的布置方式：
根据上、下顺槽巷道断面及本煤层钻孔布置情况，矿确定在巷道顶部及两帮上部按钻场形式均匀布置6～8个钻孔，孔深10m ，孔间距1.5m ，每排为一个钻场，钻场间距6m，钻孔倾斜布置，倾角420。每一个钻场中的钻孔用直径2寸软带联接后与专用主管路联接，进行抽放。
b.抽放系統及钻场联接方式：
根据掘进面煤壁裂隙较为发育和后路浅孔深度较浅，存在着漏气的可能性较大的特点，矿将井下移动抽放泵站对后路浅孔作专用抽放系统。
c.后路浅孔抽放中关键环节管理：
提高瓦斯抽放效果的关键环节有以下几点：一是钻孔深度；二是封孔质量；三是抽放系统运行正常、无积水。矿采用了如下办法：一是采用风动锚头打钻，由安检员对钻孔技术参数现场监工验收，确保钻孔质量；二是采用3m封孔管封孔。封孔管外端用软质材料缠好，其直径大于钻孔直径，并紧贴煤壁，预防封孔材料在发生反应前流出而降低封孔质量；三是钻孔封好后随时带抽；四是在浅孔抽放主管路上每5～10个钻场安装一台自动放水器，确保管路畅通；五是矿每月组织瓦斯抽放督察时，对浅孔抽放各环节作专项检查，发现问题及时处理。
掘进面后路浅孔抽放系统共带抽钻孔长度3600 m，抽放瓦斯浓度7.84%，纯量1.19 m3/min，月抽纯瓦斯5.14万m3。通过采取后路浅孔抽放方法，使掘进工作面回风流瓦斯由0.9%降到0.6%，掘进工作面得到正常掘进。
2.2 加强局部通风管理，消除无计划停电停风现象。
该掘进工作面上、下顺槽巷道暴露面积大，瓦斯释放量大，需风量也就大。因此，局部通风机由开始掘进时的2×30KW对旋式风机两台逐步改变为2×45KW对旋式风机两台。解决掘进面后路瓦斯问题，风量达到了1000 m3/min以上。
2.3 加强监控系统管理
掘进面上、下顺槽使用瓦斯监控系统为KJ101N，掘进面、中段回风、回风均安装有瓦斯传感器，报警浓度为0.8%，实现瓦斯、电闭锁、故障闭锁。同时安装有风速、温度、CO传感器对该面进行不间断监控。在瓦斯抽放监控方面，安装了压力、温度、瓦斯浓度、流量和泵站风流瓦斯浓度传感器，随时监测各抽放参数变化情况，及时打印各类报表。瓦斯监控和人工检查相结合，检查监控掘进面瓦斯情况，瓦检员现场交接班，做到24小时检查不间断。在监控系统维护方面，检测维修工执行“2、8、24”制度，确保了系统运行正常、灵敏可靠。
3、瓦斯综合治理效果
通过采取上述措施，该掘进工作面共计抽放瓦斯569万m3，特别是耳巷抽放后，减少了掘进工作面施工过程中的瓦斯涌出，使爆破作业、出煤过程等掘进关键环节工作正常。其次，后路浅孔抽放后，使回风流瓦斯由临界状态下降到0.6%，确保了掘进面工作安全。采取边掘边抽措施，延长了工作面预抽期，提高了工作面采前预抽期，为工作面投产后防止瓦斯事故奠定了良好的基础。通过人工检查和监控系统监测相结合的方法检查和监控瓦斯及加强局部通风管理，消除了局部瓦斯超限，掌握了瓦斯变化情况，杜绝了计划外停电停风现象，为进一步搞好瓦斯治理提供了依据和经验。上述措施的采取，确保了掘进工作面正常施工，月施工进度保持在80m，奠定了矿井生产正常接替的基础。
4、结束语
煤矿瓦斯治理工作是一项长期、复杂的工作，治理方法应根据瓦斯涌出规律、煤层瓦斯含量、地质条件、工作面布置情况等条件采取相应的办法，从而杜绝瓦斯超限等事故，保证安全生产。因此，煤矿瓦斯治理的根本目的是将消除瓦斯隐患作为瓦斯治理的最终目的。
作者简介
谢小明（1970-）男，助理工程师，河南省焦作市人，2008年毕业于河南理工大学采矿工程专业，现在河南能源集团鹤煤公司救护大队安全督导队从事安全管理工作。
[关键词]掘进面 瓦斯 治理
中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）37-0025-01
1、概况
鹤煤某矿所开采的三水平一采区首个煤巷掘进工作面煤层为二迭系山西组的二1煤层，该煤层厚度大而且稳定，煤层厚度8.1m，煤层倾角9度～16度，平均走向长610m，平均倾斜宽153m，工作面地质储量154.8万t。该面煤层直接底为深灰色砂质泥岩，厚度为8.61m。老顶为灰褐色粗粒砂岩，厚度1.46m。直接底为灰黑色泥岩，厚度为8.16m。老底为褐灰色中粒砂岩，厚11.9m。工作面吨煤瓦斯含量20.6m3/t。
2、掘进工作面瓦斯综合治理
2.1 掘进工作面瓦斯抽放
2.1.1 本煤层瓦斯抽放
该掘进工作面瓦斯储量计算为：154.8万t×20.6 m3/t=3188万m3。按《煤矿瓦斯抽采基本指标要求》，工作面回采前预抽率不低于30%。因此，回采前预抽瓦斯总量为3188万m3×30%=956万m3。吨煤钻孔按0.05m布置，该面吨煤钻孔工程量7.74万m。
该面采用边掘边抽的方法预抽瓦斯，为提高瓦斯回采前预抽率奠定了良好的基础。
钻孔布置方式：工作面上、下顺槽采用双排交叉钻孔布置方式，其钻孔参数为：排间距0.5m，孔间距1.8m，上排孔与巷道中线成750夹角，向切眼方向倾斜，有利于工作面投产后泄压带的瓦斯抽放工作。
钻孔深度80m，采用聚氨酯材料封孔，封孔长度6m，封孔管采用直径1寸钢管，孔外用直径1.5寸胶管联接。每8个钻孔为一组，设分支管路，各组分别与顺槽主管路联接。每组安装计量装置，设专人对各组钻孔抽放情况进行检查，发现钻孔抽放浓度、孔口负压、流量发生变化，随时查明原因进行处理。抽放系统中，根据巷道布置实际，每5～8组钻孔设自动放水器一台，使抽放管路内不积水，保持良好的抽放效果。
该面本煤层钻孔126107万m，瓦斯抽放浓度26.28%，负压38.5KPa，流量46.71 m3/min，纯量12.28 m3/min，月抽瓦斯51.36万m3。
2.1.2 耳巷抽放瓦斯
为解决掘进工作面施工期间瓦斯问题，矿采取了掘进面上、下帮开双耳巷抽放方法，即在巷道的上、下帮每40m各开一个耳巷作为钻场，钻场间距40m，规格为宽×高×深（2.4×2.4×4.5）。钻孔布置为双排孔，上排3个，下排4个，排间距0.5m，孔间距0.5m，钻孔方向与掘进方向相同。钻孔控制巷道周边轮廓线8m。该方法不但预抽了掘进面正前瓦斯，而且起到了超前钻探作用，做到了有掘必探。耳巷瓦斯抽放浓度 5.65%，负压22.3 KPa，流量24.04 m3/min，纯量1.36 m3/min，月抽瓦斯5.88万m3。通过耳巷抽放，使掘进面及其回风流瓦斯含量下降0.13 %
2.1.3 后路浅孔抽放
掘进面上、下顺槽巷道断面10～12平方，随着不断延伸，煤体暴露面积增大，受掘进采动影响造成巷道后路风流中的瓦斯含量增大，矿采用抽放方法解决，不但可以减少巷道中瓦斯涌出量，通风安全得到保证，而且可保证矿井其它区域的风量正常分配，缓解矿井风量紧张局面。
a.钻孔的布置方式：
根据上、下顺槽巷道断面及本煤层钻孔布置情况，矿确定在巷道顶部及两帮上部按钻场形式均匀布置6～8个钻孔，孔深10m ，孔间距1.5m ，每排为一个钻场，钻场间距6m，钻孔倾斜布置，倾角420。每一个钻场中的钻孔用直径2寸软带联接后与专用主管路联接，进行抽放。
b.抽放系統及钻场联接方式：
根据掘进面煤壁裂隙较为发育和后路浅孔深度较浅，存在着漏气的可能性较大的特点，矿将井下移动抽放泵站对后路浅孔作专用抽放系统。
c.后路浅孔抽放中关键环节管理：
提高瓦斯抽放效果的关键环节有以下几点：一是钻孔深度；二是封孔质量；三是抽放系统运行正常、无积水。矿采用了如下办法：一是采用风动锚头打钻，由安检员对钻孔技术参数现场监工验收，确保钻孔质量；二是采用3m封孔管封孔。封孔管外端用软质材料缠好，其直径大于钻孔直径，并紧贴煤壁，预防封孔材料在发生反应前流出而降低封孔质量；三是钻孔封好后随时带抽；四是在浅孔抽放主管路上每5～10个钻场安装一台自动放水器，确保管路畅通；五是矿每月组织瓦斯抽放督察时，对浅孔抽放各环节作专项检查，发现问题及时处理。
掘进面后路浅孔抽放系统共带抽钻孔长度3600 m，抽放瓦斯浓度7.84%，纯量1.19 m3/min，月抽纯瓦斯5.14万m3。通过采取后路浅孔抽放方法，使掘进工作面回风流瓦斯由0.9%降到0.6%，掘进工作面得到正常掘进。
2.2 加强局部通风管理，消除无计划停电停风现象。
该掘进工作面上、下顺槽巷道暴露面积大，瓦斯释放量大，需风量也就大。因此，局部通风机由开始掘进时的2×30KW对旋式风机两台逐步改变为2×45KW对旋式风机两台。解决掘进面后路瓦斯问题，风量达到了1000 m3/min以上。
2.3 加强监控系统管理
掘进面上、下顺槽使用瓦斯监控系统为KJ101N，掘进面、中段回风、回风均安装有瓦斯传感器，报警浓度为0.8%，实现瓦斯、电闭锁、故障闭锁。同时安装有风速、温度、CO传感器对该面进行不间断监控。在瓦斯抽放监控方面，安装了压力、温度、瓦斯浓度、流量和泵站风流瓦斯浓度传感器，随时监测各抽放参数变化情况，及时打印各类报表。瓦斯监控和人工检查相结合，检查监控掘进面瓦斯情况，瓦检员现场交接班，做到24小时检查不间断。在监控系统维护方面，检测维修工执行“2、8、24”制度，确保了系统运行正常、灵敏可靠。
3、瓦斯综合治理效果
通过采取上述措施，该掘进工作面共计抽放瓦斯569万m3，特别是耳巷抽放后，减少了掘进工作面施工过程中的瓦斯涌出，使爆破作业、出煤过程等掘进关键环节工作正常。其次，后路浅孔抽放后，使回风流瓦斯由临界状态下降到0.6%，确保了掘进面工作安全。采取边掘边抽措施，延长了工作面预抽期，提高了工作面采前预抽期，为工作面投产后防止瓦斯事故奠定了良好的基础。通过人工检查和监控系统监测相结合的方法检查和监控瓦斯及加强局部通风管理，消除了局部瓦斯超限，掌握了瓦斯变化情况，杜绝了计划外停电停风现象，为进一步搞好瓦斯治理提供了依据和经验。上述措施的采取，确保了掘进工作面正常施工，月施工进度保持在80m，奠定了矿井生产正常接替的基础。
4、结束语
煤矿瓦斯治理工作是一项长期、复杂的工作，治理方法应根据瓦斯涌出规律、煤层瓦斯含量、地质条件、工作面布置情况等条件采取相应的办法，从而杜绝瓦斯超限等事故，保证安全生产。因此，煤矿瓦斯治理的根本目的是将消除瓦斯隐患作为瓦斯治理的最终目的。
作者简介
谢小明（1970-）男，助理工程师，河南省焦作市人，2008年毕业于河南理工大学采矿工程专业，现在河南能源集团鹤煤公司救护大队安全督导队从事安全管理工作。