沿空掘巷工作面瓦斯治理技術研究

摘 要：沿空掘巷重點是把巷道設置在地應力場中，提升巷道維護的便利性，降低巷道出現形變的幾率或者幅度，其中最為核心的問題是對煤柱的寬度必須進行充分的控制，而對小煤柱進行預留的重點作用為把巷道與采空區的部分分離開，進而控制采空區的水流與毒害氣體涌到巷道中，對開采工人的生命安全帶來威脅，導致重大事故的出現。但是，在對巷道進行日常安全維護時，煤柱的寬度會帶來直接性影響，如果煤柱寬度太小，因為已被采空部分的煤柱在承載力上已經成形，就極易導致煤柱出現失穩的情況;如果煤柱的寬度過高，那么在對回采巷道進行布控時就必須設置在壓力較高的部分中，容易提升巷道的壓力，進而給支護施工帶來難度，而支護施工又是礦井采掘期間非常關鍵的問題，直接決定著礦井采掘工作是否能夠順利進行，還會在很大程度上影響到礦井開采的安全穩固性，進而對工人的生命安全造成威脅。

關鍵詞：沿空掘巷工作面;瓦斯治理;技術研究

0 引言

沿空掘巷，主要是將巷道布置于低應力場，使巷道便于維護，減少巷道的變形量，其關鍵點，主要在于嚴格控制了煤柱的寬度，而留下小煤柱的主要目的，則是將巷道和開采空了的區域隔離開來，以此來防止開采空了的區域的水和有害氣體順利串入巷道，危害礦工的生命安全，發生危險事故。但是煤柱的寬度對巷道的維護起到了至關重要的決定性作用，若是煤柱過于偏小，由于已經開采空了的區域的煤柱承受力已呈現出塑形，就很容易引起煤柱失衡;若是煤柱過于偏大，則回采巷道的布置，就會在壓力的增高區以內，這會使巷道的壓力增大，導致支護困難，而支護是礦井開采過程中的大問題，對能否順利進行礦井的開采工作至關重要，也對礦井開采過程中的安全問題造成重大影響。因此，合理把握煤柱的大小，對巷道的支持和維護至關重要，同時也能夠有效的治理到瓦斯問題。

1 沿空掘巷瓦斯涌出特點

第一，沿空掘巷重點指的是臨近的采空區域上覆巖層穩固以后才進行掘進工作，通常要比臨近回采工作面最少延后三個月，另外，巷道的掘進工作區處在傾向應力下降的區域中，在巷道掘進工作面中通常不會涌出太多瓦斯;第二，如果對沿空掘巷的巷道進行科學適當的通風，通常不易產生瓦斯涌出過多的情況;第三，如果沿空掘巷中預留的小煤柱的寬度和支護設備的參數設置的不夠規范時，就會降低了煤柱的穩固性，另外也沒有采用相應的措施來封堵損壞的煤柱，則會導致采空區和掘進巷道產生串聯的現象，采空區域中的瓦斯會在自身壓力的促使下涌向掘進巷道中，在巷道采掘長度的提升下，使得瓦斯的涌出量越來越高，久而久之便會產生瓦斯含量過高的問題。

2 地應力對瓦斯賦存影響

在對巷道進行掘進期間，當遇到煤巖環境時，煤的地應力、物化性質、瓦斯壓力等問題共同的影響下構成了煤和瓦斯突出的問題。其中最應該受到嚴格控制的就是地應力場和瓦斯壓力場。因為地應力場和瓦斯壓力場共同的影響，會使得原來煤層具有的物理性質產生不同程度的改變。對煤層瓦斯的壓力進行降解，對有效應力進行增透能夠更好的提高煤層抵御外來破壞的能力。在治理沿空掘巷中的瓦斯問題時，可在應力比較集中的部分進行處理，對煤柱進行科學合理的設定，保證沿空掘巷巷道的施工能夠對瓦斯進行良好的控制。

3 沿空掘巷工作面瓦斯治理技術研究

3.1 常規治理措施

第一，對通風的質量進行提升。對沿空掘巷工作面中的通風效果進行提升，不斷凈化其中的空氣純度，盡量保證工作面中為高風的環境，想要確保工程安全順利的進行，就必須采用智能化、自動化的通風設施作為工作面的風門。第二，對通風機進行合理選型。在選取通風機時必須要根據實際情況來執行，功率較大的通風機更適宜用到沿空掘進比較長的巷道中，而功率較小的通風機更適宜用到沿空比較短的巷道中，并且更適宜用到局部性強的環境中。第三，檢驗巷道中瓦斯的濃度。必須定期對巷道中瓦斯的含量實施檢驗工作，保證瓦斯的含量在安全的范圍內，以防在作業期間產生瓦斯爆炸的問題，特別是在巷道中通風不順暢時最容易出現瓦斯含量過高的情況。第四，對支護設備進行合理運用。想要確保沿空掘進活動的順利進行，就應該對巷道實施合理的支護處理，以防產生巷道頂板坍塌的情況，同時還要構建有關的規范來進行有效約束。

3.2 小煤柱側注漿封堵瓦斯技術

在上區段的采空區域中和沿空掘巷的工作面中預留設置了6m寬的護巷小煤柱，掘進巷道斷面的寬度為4m、高為3.2m，巷道的支護方式為利用錨桿、錨索、金屬網加工字鋼的支護模式。在進行掘進工作期間，通過對瓦斯涌出含量的檢驗得知，在掘進工作面的順槽中有瓦斯涌出，其含量在0.5%上下，為預防實際生產工作中形成采空區域和掘進巷道的連接，導致采空區域中的瓦斯涌進掘進巷道中，可對噴注堵漏的模式進行運用。第一，將沿空掘巷工作面中的中線作為分割點，對接近采空區一側的頂板和煤壁實施混凝土噴注工作，噴注要達到100-200mm的厚度。在對小煤柱的幫邊進行噴注期間，不但能夠有效封堵住小煤柱的裂縫，還能夠和煤柱的注漿進行充分融合，從而有效提升煤柱的穩固度。第二，煤柱注漿。利用注漿法對已被噴漿的小煤柱進行空隙的封堵，以防掘進巷道和采空區出現通連的情況，導致采空區的瓦斯氣體流到巷道中。利用TBW50/15型號的注漿泵，堵漏劑屬于高分子材料，其配合的比例在：水=1.5：1000。主要要對出料管、鉆孔套、注漿鉆孔出漿孔等進行細致化施工，在對注漿孔和注漿管路進行清潔處理時必須采用干凈的清水，保證鉆孔和注漿管路的暢通無阻。

3.3 采掘工作面“一面一策”幾點說明及建議

第一，在對采掘工作面的瓦斯含量進行計算時，大都利用臨近采掘工作面的部分進行對比計算，預算出的所有工作面的瓦斯含量和實際的情況會存在一定差異，在煤炭開采期間應該注意提升基本信息數據的搜集，從而達到真實生產工作的要求。第二，采掘工作面防突措施的實施和順層鉆孔與穿層鉆孔的預抽是分不開的，應該對鉆孔施工、驗收、孔洞封堵以及管路鏈接等工作進行充分、嚴格的感控，對孔洞封堵和管路連接的技術進行優化，提升抽采工作的成效。第三，對以下三點工作進行重點跟進：①針對礦井中煩擾開采工作的各個煤層根據規定對瓦斯的含量進行測量，從而為采掘工作面瓦斯含量的核算和瓦斯治理方案的制定帶來有效的參考根據;②對鉆孔抽樣半徑進行檢查，給鉆孔的設定帶來參照依據;③對抽采系統進行完善處理。第四，對礦井中瓦斯的級別進行嚴格的鑒定。第五，對掘進工作面的瓦斯治理方案進行科學制定。

3.4 巷幫噴漿

想要防止維護巷道的小煤柱在掘進巷道和回采工作面作業過程中產生嚴重的形變現象，進而引發煤柱產生可以和采空區連通的縫隙，導致采空區瓦斯涌向掘進巷道的問題，可以利用注漿法對煤柱進行加固處理。對接近采空區的沿空掘巷幫進行水泥漿的噴注活動，噴注的斷面要達到半個回采巷道的面積，進而在最大程度上降低對于回采工作面采掘出的煤炭質量的影響。水泥漿的噴注厚度應該在100-200mm之間，不但能夠有效提升巷道的支護強度，同時還能夠強化煤柱的封堵作用。

4 結束語

總結來講，在對沿空掘巷進行掘進的過程中，因為沒有對瓦斯防治技術進行科學合理的運用，巷道中瓦斯的含量平均值為0.38%，掘進部分的瓦斯含量有時會超出0.8%，在一定程度上危及到了巷道掘進的安全性。利用煤柱幫噴漿的方式進行封堵工作，在掘進部分設置上排減瓦斯的孔洞和其他治理瓦斯的設施，有效降低了涌入巷道的瓦斯量，掘進面中瓦斯的涌出量為0.15%上下，在對巷道進行掘進的過程中沒有產生過瓦斯過量的問題，確保了沿空掘巷施工的安全性。

參考文獻：

[1]張家文.沿空掘巷工作面瓦斯治理技術研究[J].山東工業技術，2019（12）：80-81.

[2]戰南.沿空掘巷工作面瓦斯治理技術研究[J].農家參謀， 2019（08）：168.

作者簡介：

武和平（1965- ），男，漢族，籍貫：山西孝義，本科，1989年7月畢業于山西礦業學院采煤專業，現在職務：科員，現在職稱：中級工程師，研究方向：礦井安全。