新疆焦煤（集团）有限责任公司 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830025
摘要：瓦斯爆炸事故是煤矿事故中造成社会影响和经济损失最严重的一种事故，对近些年来发生的煤矿事故进行分析发现，瓦斯事故在其中占有很大比重，因此死亡人数也有很多，而且发现近年来我国瓦斯爆炸事故的发生概率呈现上升趋势，严重影响了煤矿生产和人们的生命安全，也对周围环境产生一定的危害。因此，降低瓦斯事故在采煤生产中的发生概率，是保障煤矿安全的重要环节，同时也是保障社会经济效益和人民生命安全的重要举措。特别在综采工作面，瓦斯事故的发生会对煤矿采煤提升生产效率、经济效益以及扩大采煤规模等方面产生较大的阻碍，为确保综采工作面的生产正常有效进行，必须采取一些方法和措施避免和降低瓦斯事故带来的危害。
关键词：综采面；通风系统；瓦斯治理
引言
随着我国科学技术水平的不断提升，传统的机械化煤矿采掘技术在持续更新，现代化的采煤技术也不断应用到实际的煤矿工作中去，煤矿的生产能力得到巨大提升，工程进度也随之加快，我国煤矿开采水平取得了一定的成绩，但是在煤矿作业中也遇到了一些问题，其中最严重的一项问题就是瓦斯问题，煤矿作业下瓦斯的灾害主要是爆炸、突出以及窒息三种形式，不但会对煤矿开采的进度产生影响，更甚的是，会严重威胁工作人员的生命安全，带来极坏的社会影响。
1瓦斯涌出的主要特征
工作面采场空间是瓦斯涌出比较集中的重点区域，瓦斯涌出受到影响的主要因素是煤的瓦斯含量、采场工作面生产技术参数和采场风量的配比等，而相关研究显示，采场空间的风速对风流瓦斯浓度的影响在不同区域是十分不均衡的，在沿着采场倾向上，一般都是随着工作面的延伸瓦斯浓度越来越高，其中工作面隅角是瓦斯积聚超限以及高瓦斯浓度的区域。正常情况下的进风侧，瓦斯浓度一般在0.01%～0.03%范围内，而回风侧的瓦斯浓度一般较高，在0.23%～1.18%之间。由于沿着采场倾向的顺风流的综采工作面会不断扩大，导致上隅角区域的瓦斯会不断积聚甚至会出现浓度超限。总的来说，瓦斯涌出浓度过高甚至产生爆炸的最主要原因是在综采工作面上，瓦斯浓度的上升是由不同的因素导致的，其中主要来源包括采空区、运煤、落煤以及煤壁。
采空区的瓦斯涌出主要是顶底板破碎的煤岩石的遗留；在采煤工作面的运煤、落煤以及煤壁的瓦斯涌出原因是在采煤过程中会不断地暴露出新的煤壁，而矿山压力下的综采工作面前方的煤体处于卸压地带，提升了煤层的透气系数和性能，最终导致综采工作面的瓦斯浓度不断上升，在运煤、落煤和煤壁中，煤壁瓦斯涌出量在整个综采工作面的瓦斯涌出量中占60%，是致使瓦斯涌出量最多的因素。然而，这些因素产生的瓦斯涌出基本都与生产技术和条件有很大关系，生产技术越先进，煤的生产量越多，瓦斯涌出量也会随之不断增加。
2综采面通风系统优化及瓦斯治理
将二一三〇煤矿井下综采面现有通风系统改造为U型通风系统，其方法为：待综采面推移至与上隅角平行时封闭上隅角，且采空区内部不留设沿空留巷，整个采空区内的所有上隅角全部保持封闭状态。同时，考虑到高瓦斯矿井综采作业期间因落煤产生的瓦斯较多，为有效规避综采面瓦斯浓度超限的问题，优化后的通风系统保留原本多巷进风和多巷回风的特点。通过改良升级，综采面回风风流不会通过综采面后方的上隅角，因此有必要针对上隅角瓦斯浓度超限现象开展超前治理。为有效解决这一问题，拟采用“采空区瓦斯抽采+上隅角瓦斯稀释”的综合举措进行防治。其中，采空区瓦斯抽采主要具有两方面功能：a)显著降低上隅角瓦斯浓度；b)大幅降低采空区内部气压，实现气压低点向采空区深部的转移，有效抑制采空区漏风向上隅角移动。
26212工作面采用“一进一回”两巷布置方式，26212运输巷为主要进风巷，26212回风巷为回风巷。
为解决此种通风方式下采空区内高浓度瓦斯漏风流向上隅角区域这一难题(上隅角处易积聚高浓度瓦斯)，采取采空区瓦斯抽采措施与工作面上隅角区域瓦斯稀释措施，根据回采工作面实际情况，对26212工作面进行了采空区瓦斯抽采立体化抽采措施设计。
1)高位钻孔设计。在26212运输巷内30#、24#、20#、15#和10#上隅角口布置高位钻孔，每个上隅角口布置四个钻孔，经对采空区裂隙带发育规律的研究得到，高位钻孔最佳布置位置为距顶板上方40m，
2)中位钻孔设计。在采面3#、7#、10#、14#、18#、22#和25#上隅角内施工中位钻孔，每个上隅角布置8个中位钻孔，布置两个层位，分别为煤层顶板以上20m和25m。
c)上隅角密闭墙埋管。随着综采作业的持续推进，在靠近开切眼的上隅角逐渐进入采空区的同时，在上隅角内预埋直径400mm的瓦斯抽采管。
为检验26212综采面改造后的通风系统对回采中瓦斯涌出现象的治理效果，将整个综采面通风改造过程分为4个不同阶段，分别是“Y”型通风阶段、第一过渡阶段。其中，在“Y”型通风阶段，综采面后部上隅角仍保留一定的通风功能；自进入过渡阶段起，位于综采面后方的滞后上隅角全部完成密闭并预埋了抽采管道，瓦斯临时抽采系统正式投入使用。图1所示为综采面风排瓦斯量和抽采瓦斯量曲线图。
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图1综采面风排瓦斯量与抽采瓦斯量曲线示意图
分析图1可知，在井下通风改造的4个阶段中，综采面的风排瓦斯量和抽采瓦斯量均呈现规律变化的趋势。在Y型通风阶段，因为综采面通风巷道多且风流大，瓦斯治理以风排为主，抽采系统未发挥良好功效。在不同层位钻孔的联合作用下，瓦斯抽采量大幅增加，维持在25m3/min左右。
26212综采面总共综采作业519d，在整个综采期内其上隅角瓦斯体积分数极值未超过0.8%，上隅角瓦斯体积分数超过0.6%的时间为50d，占据整个综采时长的10%左右，上隅角瓦斯体积分数均值为0.54%。其中，通风系统改造完成后至综采完毕阶段，上隅角瓦斯体积分数均值长期稳定在0.4%左右，而且这一阶段内抽采瓦斯量显著增加，风排瓦斯量大幅降低，综采面煤炭回采效率提高，实现了高产高效作业。
结束语
综上所述，随着近年来我国对煤矿资源的需求量不断上升，煤矿资源的开采规模越来越大，煤矿事故受到社会和国家的高度关注。在煤矿的开采生产过程中，瓦斯事故是煤矿事故中最常见、发生概率比较大，并且对社会稳定有较大影响的一种事故。瓦斯事故一旦发生，不但会严重影响整个煤矿的生产进程，还会对每一位工作人员生命安全造成极大的威胁。针对这种情况，相关专业人员要明确在综采工作面的瓦斯涌出的来源和主要特征，积极采取合理、有效的瓦斯治理技术方法和措施，利用现代开采技术不断完善煤矿的开采和生产流程，从根源上避免瓦斯爆炸的事故发生，对保证综采工作面的正常采掘过程有十分重要的意义。
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