简议Y型通风治理瓦斯的方法及几点建议

摘 要：矿井生产要时刻关注生产环境中瓦斯的浓度。如果有大量的瓦斯涌出，很有可能造成人员伤害。瓦斯治理是矿井生产重要的工作内容，具体工作中，首先要重视现场的生产环境，根据现场环境的变化，因地制宜地开展治理工作。如果矿井中的瓦斯浓度已超过安全标准，使用均压技术是比较有效的，治理超限瓦斯情况，可以获得良好效果。本文着重研究矿井瓦斯治理中通风技术应用方面的问题。

关键词：矿井通风;瓦斯治理;策略

中国的能源需求缺口很大，并且仍处于不断扩大的业态下，部分企业无序的开采，导致出现多起瓦斯爆炸事故。在煤矿开采过程中，会产生一定的瓦斯气体。如果得不到及时有效的处理，极易引起瓦斯爆炸，对采矿人员的安全造成极大威胁，并产生社会负面的影响。矿井通风是控制瓦斯最有效的方法，可以在一定程度上减少矿井内瓦斯浓度。

1 矿井通风系统优化设计

1.1 通风系统优化

煤矿综采工作面多个巷道都采用“Y”型通风系统，胶带和进风顺槽为进风巷，辅运和回风槽是回风巷，胶带和进风道为进风道，辅助输送和回流风道为进风道，工作面上的风分别流向割眼和尾巷。这种方法有一定的缺点，如在上角采空区通风，大量的气流进入采空区容易增加安全风险。外Y巷道工程量大，容易增加配风量。为了解决采空区的通风问题，必须降低采空区的安全隐患，优化工作面通风系统，将其转变为新的“Y”通风模式。驱动面采用2×30kW旋转式局部通风机，并结合风管压力式送风。双巷掘进工作面隔段连接恒横川。不断引入全风压风量。矿井生产采用分区通风的方法。每个采区都有专门的回风巷，工作面采用独立通风。

1.2 通风系统优化后的瓦斯治理

在优化的“Y”通风方式下，辅助输送通道内每50m设置一组高位置钻孔。每个钻孔都位于上隅角附近，然后用泵抽送上隅角的瓦斯。沿回风顺槽管敷设排放管道，对瓦斯进行抽采;上隅角依靠采空区在井壁右上角安装排水治理，形成半封闭的抽排瓦斯。该方法能有效地解决瓦斯聚集问题。

2 造成瓦斯超限的基本原因

工作面带式输送机巷道中出现瓦斯超限时，其所在位置会随着掘进工作面推进不断地移动。顶板距离掘进工作面煤壁通常不会超过6m。超限点距巷道边大约200mm的位置，瓦斯浓度通常不会很高，为3%-6%之间，距离顶网零距离的位置，瓦斯浓度要相对较高一些，可以达到9%-10%之间。轨道巷道掘进工作面有效风量逐渐降低，从原来400m3/min降低到380m3/min。掘进工作面绝对排气量有所增加，从原来0.8m3/min增至2.89m3/min。

在采空区产生的瓦斯通常引起带式输送机巷道掘进工作面超限是主要原因，这种现象不是在煤层中形成的。通过深入分析该现象，得出结论：由于巷道带式输送机工作面直接与矿区之间有必然联系，巷道的回风有很小的阻力，绝对静压隧道工作面比较低，就会产生这种现象。工作面带式输送机巷道通过回风桥对窗口回风调节过程中，通常巷道回风的阻力比较大一些，掘进工作面绝对靜压也相对较大。两种巷道采用相同容量的局部风机及同等直径的风道时，工作面有效风量会存在差异，大约为50m3/min，这就说明，两种巷道压力也是存在差异的。由于存在这样的压力差，会使得采空区中存在气流发生流动，从轨道巷道通过工作面向带式输送机巷道快速传输，将采空区高浓度气体带动起来，会进入到巷道掘进工作面当中。

3 井下通风以及瓦斯治理措施

3.1 从井下通风系统入手控制瓦斯

井下通风系统的设计与管理决定了矿山企业瓦斯管理能力，通风系统是瓦斯治理的重要突破口。①任何矿井首先必须要建立完整、独立的通风系统，地面需安装通风机，装有通风机的进气口必须严加密封;②矿井通风系统图应明确风流方向、通风设施安装位置和风量安装点。通风系统图按季度绘制，每月补充修改;③对于多煤层同时开采的矿井，应绘制多层系统图和矿井通风网络图;矿井采用机械通风方式，安装相同性能的通风机械设备两套。其目的是在发生故障时保证通风机的正常运行;④通风机需具有逆风功能，在规定时间内改变巷道内风向，风向改变后，供风量要大于正常风量，按规定时间检查防风措施，进行防风演练;⑤通风机应由专人负责日常管理，记录机器的运行情况，如有异常应立即报告总控制室。配备通风机的主通风口应设置防爆门，并定期进行检查和维护;⑥最新安装的通风机在使用前，应先测试通风机的性能，确定符合标准的方可投入使用;进回风井与主通风巷道之间应设置挡土墙，并设置正、负风门，防止气流短路;⑦矿井投产前，对矿井进行通风阻力试验，当换气情况发生变化时，对矿井的通风阻力进行重新试验，不断完善通风系统，保证巷道畅通。

3.2 瓦斯治理的相关措施

完善瓦斯治理与防突管理体系，主要由矿井总工程师负责瓦斯治理和防突出的技术管理，其他岗位负责业务范围内的瓦斯治理和防突出工作。矿山设立通风管理部门、生产技术管理部门、机电管理部门、安全管理部门、调度室等，并配备足够的相关管理与技术人员。

完善现场控制机制，应加强重点岗位、重点领域的管理，及时整改问题：从分工、检查、管理、考核等方面，密切关注安全质量标准，加强管理，把握责任，构建规范长效机制。

做好瓦斯地质信息分析工作，加强对瓦斯地质信息分析的管理，由矿山总工程师负责，每周召开瓦斯地质讨论分析会议，相关部门工程师及矿山相关人员参与，研究挖掘现场的实际工作和问题，并制定相应措施;建立健全泵钻管理制度，经相关管理人员审核后方可施工;建立工作面瓦斯预警管理方法，分析相关异常情况，启动相应预警状态，并且根据预警状态来采取高标准的补充措施。

3.3 瓦斯超限的治理方案

矿井生产中，当瓦斯浓度增加已经超过规定规定限度，就需要采用增强阻力的方法。在带式输送机用薄木板和风筒布在巷回风口快速构建两个临时的挡板，对瓦斯可以起到阻挡作用。S1-5带式输送机车道连接两个节流阀，打开一扇门，巷道返回空气阻力会有所增加，绝对静压巷也会相应地增加，带式输送机巷道掘进面的压力增强。然后在风道上打开直径200mm的“三通”，工作面进风量就会明显减少，从而获得减压的效果。完成调压工作之后，带式输送机巷道掘进工作面瓦斯含量很快降低，通常会低于0.12%，两个掘进工作面都没有发现有异常瓦斯涌出。待两条巷道贯通之后，工作面上有全风压通风形成，此时就可以拆除调风设施。

4 采用这种治理方法的优点

其一，这种治理方法速度快。从确定方案到空调工程竣工通常不会超过2h，瓦斯存留时间缩短了，燃气事故对生产影响也大大降低，不会对人体健康造成影响。其二，这种治理方法成本低。整个调整工作中，不需要投入大量人财物，只用几块木板就可以解决，也可用旧的筒布解决，还能相应减少材料消耗量。其三，这种治理方法有很好的灵活性。工作面带式输送机巷道绝对静压可通过调节连接巷道风门开关度的方法治理通风问题。通过调节输送带巷道中的风门，对回风阻力进行调节，也可以对巷道中绝对静压进行调节。风道工作面有效风量的调节也能够发挥轨道车道风道上“三通”作用，对巷道绝对静压有效调节。

总而言之，做好相关瓦斯治理工作，完善相关的瓦斯治理管理办法，有利于矿井企业的发展，通过专业的瓦斯治理培训工作，强化开采人员的安全意识，最大程度地保证开采人员的人身安全。

参考文献：

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[2]陈磊，袁和勇，薛韦一，闫金鹏.高位钻孔与采空区埋管瓦斯抽放技术对比研究[J].中国安全生产科学技术，2013（10）.

[3]何磊，杨胜强，孙祺，程涛，黄瑞玲.Y型通风下采空区瓦斯运移规律及治理研究[J].中国安全生产科学技术，2011（02）.

作者简介：

张东九（1976- ），本科，通风助理工程師，副队长，一矿通风工区二队。