鹤壁煤电股份有限公司第八煤矿 河南鹤壁 458000
摘要：分层开采作业下工作面环境较为复杂，为保证开采作业安全做好采空区瓦斯治理工作尤为重要，瓦斯对煤矿作业人员与现场安全的影响是毋庸置疑的，文章通过对瓦斯含量变化因素进行分析，结合当前治理问题，探讨瓦斯治理技术的应用措施。
关键词：分层开采；工作面；瓦斯治理；治理技术
引言
综采工作面瓦斯治理是高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井瓦斯治理的重点和难点，针对工作面回采期间的瓦斯治理，普遍采用顶板钻孔、采空区埋管等方法。厚煤层采用分层开采，与一次采全高工作面在开采工艺上有较大区别，传统的瓦斯治理方法，对于采用分层开采的矿井来讲是否适用，需根据具体情况进行分析。
1煤矿瓦斯相关概述分析
瓦斯爆炸事故的防范处理一直以来都是煤矿开采工作所要面临的重大难题之一，煤矿开采工程的不断增加，使得瓦斯爆炸事故的发生率也随之增加，这对煤矿开采工作人员的生命安全造成了严重的威胁，同时也对煤矿开采工作的顺利开展产生了一定影响。近年来，人们对于煤矿资源的需求量不断增加，这就促使越来越多的煤矿开采工程在我国各地开展起来，这不仅给我国经济的发展提供了一定的帮助作用，同时也为我国煤矿开采行业的发展提出了挑战。就我国目前煤矿开采行业发展情况来看，瓦斯爆炸事故的频繁发生不利于保障煤矿开采工作的安全，对相关工作人员的生命安全造成了严重影响，从而对于煤矿开采行业的向前发展产生了相当大的阻碍作用。为了能够准确监测煤矿开采工作中的瓦斯含量，及时做好全面的瓦斯防爆准备工作，我国煤矿开采行业引入了煤矿瓦斯无线传感器监测系统的应用。与此同时，结合当前煤矿作业现场环境加强煤矿瓦斯治理工作，能够有效降低安全事故的发生，提高煤矿生产效率。
2分层开采工作面采空区瓦斯治理技术
2.1处理局部瓦斯
在采煤瓦斯工作面中应当挂一个风障，通过这些风障可以通过外界的风流来对瓦斯密集地方将瓦斯进行分散，使得上下巷道内的瓦斯浓度变低。这种操作方法相对于通风防治来说更加简单，效果也是非常明显的。同时应当注意，当温室瓦斯废气浓度超标时，应当立刻减少出风量，避免过多的瓦斯被吹出，造成危害。对于处理局部瓦斯，主要可以采用这几个方法，第一，在井下出口处，应当注重对瓦斯气体进行抽放，可以设置一台移动抽放加压泵，这样就不利于出口处的瓦斯气体聚集，也就降低了风险。第二，可以采用采煤机来对瓦斯进行处理。对室内进行通风，要保证风速在四米每秒之内，通过增加采煤机开机运转的时间来减少采煤机截深。
2.2开展巷道通风技术
巷道是煤矿内主要的通风途径，所以优良的巷道布置，可以有效防止瓦斯事故的发生。一般来说，现在的煤矿通风大多是中央并列式，就是在布置巷道时使用两个通风巷、两个回风巷形式。这种巷道方式，会让各个施工点都有充足的风量且风速适宜。在巷道通风过程中，使用的是模式是双向风机自动切换，就是一旦主风机产生问题故障，备风机会自动开始工作。这样的双风机模式对煤矿内的通风性给出了最大保障，让巷道里的瓦斯含量保持在安全范围内，避免发生中毒、爆炸事故。除此之外，巷道内局部的通风机使用的是其它线路和开关，可以最大程度地保障风机的正常运转，将巷道通风的可靠性提高。在煤矿内，会设置两条排瓦斯回风巷，在回风巷内，严禁任何生产活动，也不可随便堆放杂物。为了使巷道的安全得到保证，要用不易燃的材料建成巷道，在巷道的顶部安装瓦斯警报，一旦巷道里的瓦斯含量超过正常范围，警报就会响起，工作电源就会被切断。当煤矿内瓦斯含量到达0.8%，所有设备都会断电。由专业人员每周对瓦斯警报器进行质量检查，保证警报可以正常发挥作用，使煤矿工人的生命安全得到保证。
2.3强化安全分区
煤矿生产涉及到不同的区域和不同的系统，各区域和系统又有其各自的特点。以往，研究人员提出的全局性的安全管理理论，忽略了不同生产区域的特点，将各区域以同一标准来审视，看似使安全管理系统得到统一，加强了安全管理控制。实际上，人为的分割了各区域和系统之间的关联，增加了煤矿安全风险。基于以上背景，研究人员提出了煤矿安全分区管理理论，安全分区是根据煤矿生产区域的特点，将其划分为安全管理的基本单元，例如回采工作面分区和掘进工作面分区。安全分区即考虑了不同分区的特点，又可建立不同分区之间安全因素的联系，以安全分区为基础，可构建长效的煤矿安全管理体系。
2.4加强瓦斯抽采
瓦斯治理是中国很多煤矿面临的棘手问题，这是因为中国煤层透气性比较差，常规的钻孔抽采效果差、效率低。因此，需要采取一些强化措施来加速煤层中瓦斯的抽采。在采取强化措施时，一定要考虑到煤层的实际情况，通常需要参考煤层的硬度。对于硬煤渗透率较低的情况，可以采取水力压裂、深孔爆破、超临界CO2压裂、液氮压裂以及水力冲孔等强化措施来加速煤层中瓦斯的抽采；而对于软煤，可以采取的强化措施比较有限，主要有抽采钻孔下套管、大直径高位钻孔抽采等。针对煤层中瓦斯解吸速度慢的情况，需要采取一些促进解吸的措施，主要有注入表面活性剂、注氮抽采、注CO2抽采等。表面活性剂主要是通过增强吸附瓦斯的活性来促进瓦斯解吸，而注入N2，CO2主要是因其吸附煤的能力比瓦斯强，从而形成一定的竞争吸附。
2.5煤矿瓦斯无线传感器监测系统的应用
煤矿瓦斯无线传感器监测系统在煤矿开采工作得以应用的前提在于，无线传感器能够和瓦斯含量监测系统进行高度融合，这一融合过程还需要依靠两大节点的设立，第一类节点主要设置在矿井内部，并且这类节点的分布相对密集，以便于能够监测矿井内部的任何位置，从而准确测量煤矿开采场地的瓦斯含量数据，以便于能够向监测系统中心提供较为精确的数据参考。第二类节点属于可移动节点，这类节点需要煤矿开采工作人员随身携带，这样就能够实时监测煤矿开采工作过程中的瓦斯浓度，一旦瓦斯浓度超出安全范围，移动节点就会立刻传送此危险信号给监测系统中心，以便于监测中心立即采取有效措施进行补救。另外这两类节点彼此之间会定时进行信号传递，确保节点能够正常运行。如果煤矿开采工作过程中瓦斯浓度在安全范围之内，也就是说瓦斯含量不足以产生瓦斯爆炸事故的时候，节点会暂时停止工作，这时煤矿瓦斯无线传感器监测系统也就处于待命状态，这样会极大地降低煤矿开采工作成本。
2.6钻孔预抽瓦斯技术的应用
通过对煤矿瓦斯通风系统的分析研究，针对处理情况的不同，所采用的技术类型也不同。工作人员需要在现有的基础上找出影响通风系统的各种因素，最大化发挥瓦斯处理技术的优势。钻孔预抽瓦斯技术具有操作简单、成本低的优点，在应用该技术前需要测量瓦斯的体积分数。目前，该技术在中国很多煤矿应用得比较普遍，作为预处理技术使用，根据实际的钻孔方式采用适当的钻孔布置方式。钻孔的布置方式主要有穿煤层钻孔布置和顺煤层钻孔布置两种。在煤层钻孔处理过程中，回采在预处理之后，处理位置主要有煤层底板及巷道，回抽后进行煤层开采，解决各种问题。
结语
综上所述，对于高瓦斯矿井而言，由于煤层瓦斯含量高，仅采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯，不能彻底解决工作面上隅角瓦斯积聚问题，特别由于地质构造等影响造成工作面局部瓦斯含量突增时，均会造成工作面上隅角瓦斯超限。因此，还需要结合分层开采工作面的实际情况做好瓦斯防治工作。
参考文献：
[1]许幸福.特厚煤层首采上分层综放工作面瓦斯防治技术[J].能源技术与管理，2020，45（02）：35-37.
[2]郭恩超.寺河矿综采工作面初采瓦斯不稳定涌出治理实践[J].煤矿现代化，2020（03）：95-97.
[3]李耀晖.矿井复杂地质构造区域瓦斯综合治理技术实践研究[J].煤矿现代化，2020（03）：71-73.