煤矿瓦斯积聚的安全处理方法

　　摘要：石板沟煤矿属煤与瓦斯突出矿井，在处理瓦斯积聚方面采取诸多有效方法，并积累了成功经验。

　　关键词：矿井通风  瓦斯积聚  瓦斯浓度  风筒

　　0 引言

　　瓦斯排放前，凡是排出瓦斯流经的巷道和被排放瓦斯风流切断安全出口的采掘工作面、硐室等地点，必须切断电源，撤出人员，并设专人进行警戒。顶板冒落空硐、回采工作面上隅角、采煤机附近、低风速的巷道顶板附近以及有瓦斯喷出的地点，均易积聚瓦斯。防止瓦斯积聚的主要措施是加强矿井通风管理，对超限和积聚瓦斯的处理，归纳起来，主要有稀释排除、封闭隔绝和抽排3种方法。

　　1 排除盲巷积聚瓦斯方法

　　1.1 盲巷外断开风筒接头调节法 排瓦斯时，在盲巷口外全风压供风的新鲜风流中，把风筒接头断开，利用改变风筒对合面的间隙大小，调节送入盲巷的风量，以达到有节制地排放巷道积聚瓦斯的目的。排放瓦斯过程中，随着两个风筒接头由错开而逐渐对合，直至全部接合，送入盲巷的风量亦由小到大，直至局部通风机排出全部风量。最后，经检查确认安全可靠时即可恢复送电送风。

　　1.2 利用风筒预留的三通调节法 在风机出口与导风筒之间，接一段三通风筒短节。掘进巷道正常通风时，把三通风筒的分支导风筒用绳子捆死，此时风机的全部风量都送入掘进工作面。当需排除巷道积聚的瓦斯时，打开三通的分支导风筒，同时用绳子捆住主导风筒，捆的程度根据巷道内积聚的瓦斯浓度确定：部分风量仍送入掘进工作面，另一部分风量进入盲巷，稀释并排出盲巷内积聚的瓦斯。

　　1.3 开启局部通风机附近的风门调节法 局部通风机安设在采区进风巷内，回风直接进入采区回风巷，两巷之间的联络巷中留有通车、行人的风门。掘进巷道正常通风时，风门全部处于关闭状态，当需排放联络巷中积聚的瓦斯时，通过风门的开启状态(半开或全开)调节风量，稀释联络巷内的瓦斯，使其在回风口处不超限。

　　1.4 稀释筒调节法 该稀释筒是用钢板焊制的三通风筒。其上有两套阀门及控制把手。稀释筒安装在掘进巷道口外全风压通风巷道中，瓦斯探头用来测定排出并经稀释的瓦斯浓度，根据该浓度的大小来控制和调节稀释筒阀门的开度。

　　1.5 自控排瓦斯装置 自控排瓦斯装置，主要由控制主机、稀释筒和液压泵站组成。控制主机和液压泵站均安设在进风巷内的风机附近，稀释筒则安装在独头巷道口内10～15m处，其两端均用柔性导风筒相连，液压泵站与稀释筒用高压胶管连接。在稀释筒附近、掘进巷口下风侧10～15m处、风机附近，分别安装3台甲烷传感器。排瓦斯原理：上述系统中的甲烷传感器把检测到的瓦斯浓度信号传输给控制主机，主机经判断后，指令三位四通电磁阀左导通或右导通，油路导通后，使油缸活塞伸缩，驱动稀释筒的调节门转动，根据调节风门的开闭程度进行风量分配。一部分通过风筒送至掘进工作面排出高浓度瓦斯，另一部分由稀释筒的风门排至巷道，稀释排出的高浓度瓦斯，使之混合均匀且不超限，达到自动安全排放瓦斯的目的。

　　2 密闭巷道积聚瓦斯的排放方法

　　长期停掘的巷道，在其巷口已构筑了密闭墙，内部积聚的瓦斯较多。在排除瓦斯前需安装风机和风筒。排除这类巷道积存的瓦斯，采用分段排放法。

　　2.1 检查密闭墙外瓦斯是否超限，若超限就启动风机吹散稀释；若不超限，就在密闭墙上角开两个洞，随之开启风机吹风。开始时，风筒不要正对密闭墙吹，要视吹出的瓦斯浓度高低进行风向控制。

　　2.2 密闭拆除后，瓦检员和其他工作人员进入巷道检查瓦斯，随后延长风筒排除瓦斯。在巷道中风筒出口附近瓦斯浓度降至界限之下时，可将风筒口缩小以加大风流射程，将前方的高浓度瓦斯吹出；当瓦斯浓度降下来后，接上一个短节风筒，同样，加大风流射程排除前方的瓦斯；取下短风筒并接上长风筒继续排放前方的积聚瓦斯，直到掘进工作面。

　　3 顶板冒落空洞积聚瓦斯的处理

　　在巷道或回采工作面发生冒顶，其顶部形成空硐(冒高)时，由于冒顶处通风不良，往往积存着高浓度的瓦斯。对该处积聚瓦斯的处理方法，一般有两种。

　　3.1 充填空硐法 充填空硐法是，先在冒高处的棚上铺上木板或荆笆，然后再用黄土将冒落空硐填满，或用注浆泵将聚氨脂搅拌后注入空硐内，发泡膨胀，填满空硐。这样，可以消除瓦斯积聚的空间，免于瓦斯积存。通常，在冒顶面积不大的情况下使用。

　　3.2 风流吹散法 ①风流吹散法处理积聚瓦斯，是普遍采用的措施。在冒高小于2m、体积不超过6m3、巷道风速大于0.5m/s条件下，可采用风障导风法，风障的材料可用木板、帆布或风筒布等制作。②在冒高大于2m、冒高体积超过6m3、巷道风速低于0.5m/s，同时又有局部通风机送风的地点，可采用分支风筒导风法，将主导风筒上引出分支小风筒，利用风机送至冒顶处，吹散积聚的瓦斯。

　　4 回采工作面上隅角瓦斯积聚的预防和处理

　　预防回采工作面上隅角积聚瓦斯的最根本措施，是合理地选择通风系统。W型、Y型、U+L型通风系统可以很好地预防和处理上隅角的瓦斯积聚。

　　4.1 引导风流稀释带走 引导风流稀释的实质是，把新鲜风流引入到回采工作面的上隅角，将该处积聚的瓦斯稀释并带走。①风障法：当回采工作面上隅角积聚的瓦斯范围不大和浓度不高(低于3％)情况下采用此法。②尾巷法：用于瓦斯涌出较大、超限严重的场所。在工作面的回风中布置两条巷道：一是最高允许浓度为1.0％的回风巷，另一条是瓦斯浓度最高可达2.5％的专用回风尾巷。部分风流从工作面的前方进入回风巷，另一部分风流则从工作面的后方不经上隅角上，直接进入尾巷。

　　4.2 抽排上隅角瓦斯 采用抽排风机或移动瓦斯抽放泵站，利用通风负压引排上隅角瓦斯，将瓦斯引入铁风筒或伸缩性风筒中，风筒直铺设到回风巷的安全地点，利用风筒两端的压差连续不断地排放上隅角瓦斯。

　　5 积聚瓦斯的其他处理方法

　　5.1 顶板附近瓦斯层状积聚的处理 所谓瓦斯层，就是瓦斯悬浮于巷道顶板附近并形成较稳定的带状积聚，可在不同形式支护和任意断面中形成。防止和消除瓦斯层的主要方法是：增加巷道内的风速；增大巷道顶板附近的风速；用旋流风筒处理积聚的瓦斯；封闭隔绝瓦斯源。

　　5.2 采煤机附近积聚的瓦斯处理 回采工作面，在采煤机截割附近和机体与煤壁之间易出现瓦斯积聚。通常，在采煤机上安装瓦斯自动检测报警断电仪，一旦瓦斯超限就切断电源，停止割煤。加大工作面风量，提高机道和采煤机附近的风速，以消除其局部瓦斯积聚。当工作面风速不能满足防止采煤机附近瓦斯积聚时，应采用提高局部地点风速的办法，通常用小引射器加大采煤机附件的风速。

　　总之，高瓦斯矿井瓦斯积聚的处理是日常瓦斯管理的重要内容，只有坚持科学的方法，结合煤矿实际，才能保证矿井的安全生产。