神木汇森凉水井矿业有限责任公司 陕西省榆林市 719300
摘要：随着我国经济的快速增长，煤矿行业的发展势头正盛，在综采工作面的回采作业中，瓦斯事故的爆发源始源于数个方面，主要表现在煤层瓦斯含量偏高、地质构造连续发生改变、回采工艺及工作面通风形式等诸多方面，若要能真正消除其内潜在的风险隐患，就需结合矿井作业实况，有针对性实施管理措施，进而从根本上确保综采工作面各项工作能安全、有效推进。但当下我国通风瓦斯管理效果并不乐观，这是令人堪忧的，笔者结合过往实践经并查阅有关文献资料，对相关管理措施予以探究。
关键词：综采工作面；通风系统；优化应用
引言
伴随我国当前经济与科技的稳定发展，煤矿行业在发展的过程中都得到一定的改进。通风系统的安全稳定是保证综采工作面安全生产的前提，在工作面回采前必须根据瓦斯涌出量、回采长度等条件合理选择通风方式。目前，中国多数煤矿综采工作面主要采用一进一回的“U”型通风方式，该通风方式具有通风路线短、分支少、风阻小等优点。但是在煤矿实际生产过程中，由于工作面管理不到位、瓦斯涌出量大等因素制约，工作面存在漏风量大、风量不足以及上隅角瓦斯超限等现象，传统“U”型通风方式不能满足工作面安全回采要求。
1高抽巷瓦斯抽采原理
在对煤层进行开采后，随着采空区面积的逐步增大，采空区的顶板也随着工作面的推进逐渐下沉垮落，在生产过程中会出现定期的下沉垮落。由于各煤层的岩石类型不一样，所以硬度、支撑力都会影响下沉垮落的顺序。接近采空区的岩石，通过各种综合作用，引起相互碰撞导致垮落，形成垮落区。而在垮落区的上方，是裂隙区，在这一层发生裂缝，无法抵挡破坏，继续将底下的垮落区压陷。再上一层，是离层区，它受拉力影响，发生断层，但是离层区对于裂隙区的影响并不大。由此可见，在垮落区的瓦斯气体通过层层压迫，不断上升至裂隙区和离层区，这样很容易造成局部位置瓦斯气体过剩。根据这种现象，可以在顶板上部合适位置布置高抽巷。高抽巷正是利用了上述采空区瓦斯在裂隙带聚集特性，在回采过程中，利用岩石缝隙，将瓦斯气体沿裂隙抽离工作面至地面。由此可见，高抽巷的合理布置位置是在裂缝区，可以及时将瓦斯气体利用抽采系统抽出至地面，避免工作面采空区瓦斯积聚出现瓦斯浓度过大，引发危险。
2工作面风排瓦斯与抽采瓦斯关系分析
为了分析综采工作面通风系统改造后的瓦斯治理效果，将工作面通风改造过程分成四个阶段，分别是“Y”型通风阶段、过渡阶段1、过渡阶段2和“两进一回”通风阶段，在“Y”型通风阶段工作面后部的滞后横川仍是通风横川；到了过渡阶段时，滞后横川已经封闭，并埋管抽采，井下临时抽采瓦斯系统投入运行。四个阶段中风排瓦斯量、抽采瓦斯量呈规律性变化，在Y型通风的阶段1，由于通风巷道较多、风量较大，治理瓦斯主要以风排为主，抽采系统未发挥作用。在回采阶段2和回采阶段3，顶板高位钻孔、中位钻孔和采空区埋管的联合抽采影响下，抽采量显著增加，基本保持在25 m 3/min的稳定水平，其中阶段3抽采量在工作面整个回采周期内处于最高水平，最大抽采纯流量达到了45m3/min，同时，工作面回风流瓦斯浓度在整个回采阶段处于最低水平，工作面抽采量与风排瓦斯量的负相关关系明显。在工作面回采的全过程，逐步实现了以抽采瓦斯为主、风排瓦斯为辅的综采工作面“两进一回”通风系统瓦斯治理模式。
3加强工作面通风设施管理，确保通风系统稳定可靠
因冒顶、积水造成工作面低位抽采巷或回风巷落山侧角瓦斯浓度异常的，必须停止该工作面生产，直至恢复正常系统为止。
4强化对上隅角瓦斯的管理
工作面的回采早期，上隅角瓦斯浓度为0.1%～0.2%。回采实践中，在多种因素的制约下，很可能造成瓦斯异常涌现。为规避以上情况，应立足于上隅角垮落状况，对上隅角予以填充，规避因上隅角瓦斯不均匀涌现而引起的上隅角探头发出报警信号的情况，力争将其控制在0.8%以下。此外，在机尾架牵拉操作结束后，为预防后溜空间被阻塞的情况，应快速钻孔后溜上，借此方式保证上隅角周边调风顺畅。
5加强循回检查工作
作面回采期间，每班按规定设置巡回瓦斯检查工和专职瓦检工，并严格按计划图表进行检查。特别是在工作面初采期间工作面专职瓦斯检查工与巡回瓦检工要详细检查工作面各处瓦斯、挂汗、一氧化碳、温度等情况并落实工作面初采期间顶班垮落情况详细汇报通风工区调度，发现瓦斯涌出异常等现象必须立即汇报，研究制定瓦斯治理措施，并严格执行工作地点交接班，采空侧后部溜设点检查，专职瓦检工割煤期间要在机组下风侧检查瓦斯。
6“U+L”型通风系统
a)防止出现上隅角瓦斯积聚现象。采用“U+L”型通风系统后，工作面风流一部分进入上隅角并从某巷进入回风巷，从而可将上隅角积聚瓦斯排出，有效防止了上隅角瓦斯积聚现象，降低了上隅角瓦斯治理难度。b)便于采空区安全管理。采用“U+L”型通风系统后，可直接在沿空留巷段安装瓦斯抽放管路，对采空区瓦斯进行预抽，防止采空区瓦斯涌出；同时提高了采空区CO监测效率，采空区出现煤层自燃现象时可及时对采空区进行注氮处理，加大了采空区安全管理力度。c)降低回风顺槽瓦斯体积分数和粉尘质量浓度。采用“U+L”型通风系统后，工作面污风分别从两个巷进入回风巷内，与传统“U”型通风方式相比，降低了回采工作面回风顺槽内瓦斯体积分数、粉尘质量浓度，保证了工作面回采安全。
7高抽巷位置参数计算
高抽巷的位置参数包括垂直高度和与回风巷的垂直水平距离：在垂直高度计算时，应考虑瓦斯的聚集位置和周边岩层的稳定性，距离过大和过小都将影响抽采效果；在水平距离计算时，应根据经验公式，避免距离过小造成的抽采巷围岩裂隙增多，密封性变差，抽采能力降低。具体计算过程如下：8垂直高度根据分析可知，高抽巷的垂直位置应在顶板裂隙带的中部，该位置的瓦斯聚集较为明显，且围岩完整性较好，不会再回采过程中发生垮落和堵塞，因此，高抽巷的垂直高度应满足以下公式：
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式中：H m为冒落带高度；H l为离层区高度。H m和H l的经验计算公式如式（2）、（3），该公式适用于采高小于3m的工况，且计算值与实际测量值较为接近，而当采高大于3m时，需要对两公式的计算值进行修正，修正系数约为1.3-1.5。
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本文所研究工作面的采高M为3.6m，据此可得：
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由此可知，裂隙带高度约在26.4~66.1m之间，则高抽巷的垂直高度H Z最终选择为46至50m。
结语
随着我国国民经济的飞速发展，各行各业都在本专业的技术上有了很大的进步，。而在煤矿综采工作中，安全是首要工作，因此，在一些矿井工作面中，要根据实际情况采用适合的通风方式，适当情况还要布置高抽巷，并仔细计算其布置位置，有效的解决隅角瓦斯气体聚集浓度高问题，保证煤矿开采的顺利进行。
参考文献
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