平顶山天安煤业股份有限公司勘探工程处 河南平顶山 467000
摘要：现如今，高瓦斯矿井工作包含内容众多，施工环境较为复杂，为应对瓦斯超限问题，本文以某煤矿地质条件为研究实例，探究矿井通风情况、瓦斯抽采情况，针对瓦斯治理工作，决定从回采工作面和掘进工作面两处开始施工，根据瓦斯含量差异，采取相应治理措施，以期保障矿井作业的安全性，加强瓦斯治理的有效性。
关键词：高瓦斯矿井；回采工作面；瓦斯治理；
随着煤矿开采力度的加大，煤层当中的瓦斯被大量释放出来，威胁了煤矿开采环境的安全性。如今，相当一部分矿井面临高瓦斯作业的局面。当工作面中的瓦斯含量超过相应标准规定，将带来较大安全隐患。而单纯凭借通风系统，无法将工作面中的瓦斯彻底清除。下文就将探究高瓦斯矿井回采工作面，瓦斯治理的有效措施，以促进相关作业的顺利进行。
1引起瓦斯含量升高的根源所在
1.1煤层中的瓦斯
煤矿回采工作中，瓦斯多为自由流动气体，广泛分布在煤体和大量围岩缝隙中。最显著的特征就是缝隙率高，具有较强的透气性，当实施开挖作业时，之前存在其中的游离状态的瓦斯随空气运动扩散转移，空间内瓦斯含量降低。然而进入回采环节，在采动压力的作用下，破坏煤层中的原始瓦斯，产生膨胀破裂现象，此时借助压力，破裂的瓦斯以游离状态向上移动，进入采煤工作面。这就导致原煤体中的瓦斯含量降低，空间压强持续下降，之前保持的动态平衡状态被打破，大量吸附式瓦斯转为自由流动状态从煤体涌出，工作面瓦斯含量持续升高。
1.2底板处的瓦斯
回采作业开展前，瓦斯的抽采工作主要采取在铺运巷和回风巷施工底板钻孔的方式进行，由于瓦斯含量无规律可循，分布不均，故而钻孔开始阶段，瓦斯含量并不高，当开采深度加大，底板裂缝愈加严重，空隙率加大，此时邻近工作面的底板钻孔处可能出现瓦斯喷涌的情况，瓦斯量急剧升高。
1.3顶板处的瓦斯
回采施工开始前，为解决顶板钻孔时瓦斯升高这一难题，可以将钻孔作业作用在回风巷施工高位裂缝处，这也可缓解高位裂隙形成的采空区瓦斯问题。
2高瓦斯矿井回采中降低瓦斯含量的重要举措
2.1改善通风体系
针对高瓦斯矿井的瓦斯治理工作，通常借助通风系统稀释空间中的瓦斯密度。据调查研究可知，长度为2000m以上的高瓦斯矿井井下工作面巷道，长距离供风一般无法通过局部通风机，巷道煤壁瓦斯的涌出量也会因掘进工作面回风距离的延长而增大，该情况使得回风流瓦斯可能面临超限或预警的风险。因此，为防止出现上述问题，可以完善通风系统。具体来说，可以引入双巷掘进综合治理瓦斯模式，形成全风压“U”型通风系统。针对供风距离过长的问题，可以采取局扇前移的方式，使巷道中形成强大的供风力量，从而降低从煤壁释放出的瓦斯含量。
2.2对抽采系统加以完善
瓦斯治理中抽采工作必不可少。这就要求工作人员不断完善抽采系统，解决瓦斯问题。具体的抽采手段有迈步钻场抽采瓦斯、正头条带预抽瓦斯、正头钻孔释放瓦斯。对于迈步钻场抽采瓦斯的方式，要求人员布置迈步式边掘边抽钻场于巷道左右两帮，提前预抽两帮的瓦斯，降低瓦斯含量；对于正头条带预抽瓦斯的方式，技术人员要在工作面正头处利用条带预抽钻孔，完成抽采工作。至于开口掘进工作，待瓦斯保有量降到标准值以下，方可开始作业，该标准值多设定在8m3/t以下。
至于以正头钻孔的形式降低瓦斯含量，具体工作步骤为：检修期间开始释放瓦斯，这里的释放孔要设在掘进工作面正头。由于该阶段的瓦斯涌出量极少，选择在该时间段释放瓦斯，可以为后续的掘进工作提供安全施工环境。
2.3合理选择封孔工艺
瓦斯治理中，封孔工艺同样极为关键。施工人员应根据实际工作情况，在众多的封闭材料和工艺中，选择最为合适的一种，促进瓦斯治理工作的开展。比如封闭材料可以膨胀性水泥为主，封闭工艺确定为全程囊袋式封孔，由此提高瓦斯抽取效率，降低工作面瓦斯含量。
3高瓦斯矿井回采工作面中，瓦斯治理实况
3.1矿井实况
本文围绕山西省某矿井展开具体探究。该矿井井田面积为71km2，现布置井筒5个，井田规划为8个盘区。井下通风模式确定为分区的方式，具体通风手段为机械抽出法。矿井中回风井筒2个、进风井筒3个。至于井下大巷的布设，依据“三进两回”的作业模式展开。采用回采工作面通风方式为全负压沿空留巷Y型，掘进工作面供风方式为局部通风机压入式。当前，待开采各煤层中的原始瓦斯量平均值为11.9m3/t，最大瓦斯含量、残存瓦斯含量分别为16.9m3/t和2.4m3/t。瓦斯分布特征为从煤层南部依次向北，逐渐增加。该特征与典型的高瓦斯矿井属性相符。根据对矿井实况的分析，当下矿井存在通风系统不完善，瓦斯抽采层门缺陷的问题。故决定实施高瓦斯矿井的瓦斯针对性治理工作。
3.2实际治理策略
实际的瓦斯治理中，工作人员分别从回采工作面和掘进工作面两部分展开工作。前者治理中，通风方式确定为Y型，且为加快瓦斯抽取进程，决定将采空区的抽采管置于沿空留巷墙体上。该方式操作便捷，投入成本较低，工作人员可根据实际抽采进程，合理调整钻孔距离。或者人员也可在回采工作面顺槽中，设置双侧预抽钻孔，结合Y型通风系统，从而高效处理瓦斯释放问题。另外，也可利用千米钻机施工长钻孔模块，选择预抽取的方式，降低煤层中的瓦斯含量。
至于后者的瓦斯治理中，要求技术人员参照工作实际，选择适合的治理方式。比如，部分工作面仅依靠通风系统便可去除瓦斯，缓解瓦斯浓度过高的问题。但部分工作面单纯依靠通风系统无法有效去除瓦斯，此时可在迎头处和巷道两边耳朵钻场展开扇形钻孔施工，可根据具体情况使用千米钻机，从而实现瓦斯的递进式预抽。该种处理方式的安全系数较高。
上述瓦斯治理方式取得了理想的效果，瓦斯抽取效率得到提高，煤矿施工环境的风险系数得以降低，促进了开采作业的顺利进行。
4结束语
总而言之，在高瓦斯矿井工作面的瓦斯治理工作，需要根据实际情况，选择适宜的治理手段。通过优化通风系统和抽采系统，优选封孔工艺，促进瓦斯抽采工作的高效率开展，从而降低工作面瓦斯含量，保障煤矿开采作业的安全进行。
参考文献：
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[2]薛令华.低瓦斯矿井高瓦斯区域工作面瓦斯治理技术[J].山东煤炭科技,2020(2)
[3]周昆鹏.低瓦斯矿井大采高综采工作面上隅角瓦斯治理研究[J].山西化工,2020,v.40;No.185(01)
作者简介：
李连志（1991-1-2），男，汉族，河南平顶山人，本科，初级工程师，研究方向为一通三防瓦斯治理。