1、采煤工作面通风与瓦斯涌出的相关分析张宗明，黄兆斌（山东能源集团枣矿集团新安煤业有限公司，山东济宁2 7 7 6 0 0）摘要：在煤矿的开采过程中,高瓦斯矿井涌出量可以分为两部分，一部分是风排瓦斯量，另一部分是抽采量。瓦斯抽采能合理利用抽采出来的瓦斯,还能有效控制工作面涌出的瓦斯量,从而确保工作面可以安全生产。风排瓦斯的工作原理,主要是通过通风将工作面的瓦斯全部排出,这种方法中的管理机制因素、风量大小因素，都和瓦斯涌出量有直接的关系。关键词：采煤工作面；通风方式；瓦斯涌出；风排瓦斯量中图分类号：F406.3;TD712.5文献标识码：B文章编号：10 0 8-0 155(2 0 2 3)10-0
2、 0 6 4-0 3煤矿开采是一项高危职业，在煤矿中工作的并工，其危险系数更高。在具体的工作过程中，为了确保工作人员的生命安全，需要规避可能存在的各类风险，所以煤炭企业要针对安全问题做好充足的准备，要全面落实隐患排除和风险管控工作。在煤矿的开采过程中,瓦斯是众多隐患中的一种,但可以采用合理的手段,将其控制在安全范围内。我们必须了解瓦斯涌出的具体情况，以便做好通风工作。1采煤工作面瓦斯涌出分析1.1瓦斯涌出来源分析在煤矿的开采过程中，煤层整体结构的平衡遭到破坏,工作面涌出的瓦斯有三种,分别是采空区中涌出的瓦斯、煤壁中涌出的瓦斯，以及落煤中涌出的瓦斯。落煤中涌出的瓦斯主要是在煤炭的开采过程中形成的
3、，在开采时破坏煤层能快速将煤炭分解成颗粒状或者块状,此时瓦斯的解吸强度会大幅度提升，瓦斯含量也会逐渐变多。在工程的开展过程中以及运输中，都会有大量的瓦斯被释放出来，在煤矿的开采中，会对煤壁产生一定的压力，煤体会呈现出卸压的状态，从而形成卸压区，煤壁缝隙中出现的瓦斯从裂缝中排出。采空区的瓦斯主要是在煤矿的开采过程中，上下煤层的震动而发生改变，沿着缝隙流动，会在采空区涌出，并且能涌向工作面或者回风巷1.2瓦斯抽放方法分类瓦斯的抽放方法分为很多种，根据抽放的来源进行划分，可以分为邻近层、采空区、煤层等抽放方式。根据时间进行划分，能分为开采之前的预抽放、开采过程中的边开采边抽放及开采工作完成以后的抽放
4、。根据具体的工艺技术进行划分，能分为钻孔工艺技术抽放、巷道工艺技术抽放、巷道钻孔工艺混合技术抽放。在进行抽放工作时，要按照国家的相关规定，根据具体64情况选择适合的抽放方式，在选择过程中要考虑多方面因素,考虑到瓦斯的具体来源、煤层赋存的条件、瓦斯的基础参数因素以及巷道布置的相关因素，但是重点要考虑的仍然是安全问题，最后要考虑瓦斯燃料价值，制订抽放方案。1.3瓦斯的涌出规律在煤矿的开采过程中，瓦斯是按照客观规律涌出的，想要采取有效措施对瓦斯涌出的情况进行控制，就要足够了解规律，这样才能有效降低采煤过程中出现事故的概率。控制瓦斯的内部气压，能减慢瓦斯的涌出速度，当气压降低以后，涌出量会减少，瓦斯涌
5、出时会受到外界的阻碍,瓦斯的涌出路径也随之变长，当煤层揭露面的瓦斯气压变低时,吸附瓦斯的速度会降低，促使煤层内部的瓦斯含量减少。瓦斯的涌出量和速度都存在规律性,对其产生影响的因素有很多,采取的挖掘方式、采用的通风方式、具体工作区域等相关因素都会对瓦斯的涌出量造成影响，虽然瓦斯的涌出是具有一定规律的,但是在对数量进行计算时,为了确保计算的准确,要采用相关的公式进行计算。目前计算瓦斯的涌出量有较多方法，线性方程计算法是常用的计算方法，国内外采用的瓦斯涌出量计算方法有不同之处也有相同之处，目前在国外比较常用的计算方法是巴尖依斯基法、西德苏里茨法、统计法等，而国内应用较多的是统计法。统计法认为，在开采
6、深度增加后，瓦斯的涌出量也会按照比例增长。在这种情况下就可以运用通风资料进行计算，可以计算出具体的瓦斯涌出量，再根据上述数据计算出瓦斯涌出量和开采深度之间的具体数值，能推算出瓦斯的具体涌出量2。1.3.1瓦斯涌出来源在寻找瓦斯涌出来源时，通过测试就能找到瓦斯涌出的来源,煤壁所产生的瓦斯涌出量是非常大的,在靠近煤层和围岩的地方进行开采，具体的瓦斯涌出量类似煤暴露的时间，需要对煤暴露的初始量进行详细的描述,描述过程中需要用到具体的方程式。在开展落煤工作时,能将初始瓦斯涌出的强度暴露出来,在暴露时间逐渐增长时，负指数的衰减关系会逐渐呈现出来，挖掘煤炭能源时，要对放煤工艺技术进行治理，治理过程中要按照
7、时机进行选择。在煤炭的开采过程中，会对煤炭本身造成破坏，很容易导致煤体出现裂痕,所采用的施工工艺不同,对煤体的破坏程度也是不同的，瓦斯的涌出量也会发生波动。在开展落煤工作时,若没有瓦斯的补给源，就会对矿井产生挤压，在对其进行控制时，瓦斯的供给源会衰减，如果没有波动，则测量瓦斯的强度会随着暴露的时间而发生变化。1.3.2开采瓦斯含量计算公式在煤矿开采过程中，要对瓦斯的含量进行详细计算,为了确保计算数据的精准,需要用到先进的计算仪器以及专业的计算方法。运用Qb=cx公式，对落煤过程中产生的瓦斯量和煤壁涌出的瓦斯量进行计算,在计算的过程中需要逐层进行，能计算出具体的瓦斯涌出量，公式中的Qb代表开采煤
8、层，在对所开采煤层瓦斯的具体含量进行计算时，需要关注开采煤层工作面瓦斯排放过程中的系数，在对中厚煤层、薄煤层进行统计时,需要用到计算公式：C=0.4-0.8。对于采空区的瓦斯涌出量计算，QK的计算数值完全取决于邻近层的瓦斯涌出量。对工作面的通风系统开展计算时，可以用QK=C1Q1公式，依照公式能看出，当邻近层的瓦斯涌出量逐渐升高时，需要通过详细的计算，计算出瓦斯涌人回采工作面的系数,能测算出C11,这样的测算方式主要是对通风系统进行详细的测算，分为前进的U型通风、后退的Y型通风，前进的U型通风系数是C1=1,这个公式主要是针对前进式的U型通风系统进行研究，后退式的Y型通风系统在维护回风巷的采空
9、区时，可以将Q1的具体范围和邻近层涌出的瓦斯量进行计算,范围值可以是C1=0.2。通过详细的计算能了解到，瓦斯涌出量是多少,运用公式要根据情况对计算内容进行核对，在核对时要针对工作面的推进速度进行详细核算，主要目的是考虑顶底板的破裂情况，为了避免在位移时间、空间上产生的滞后性，导致核对过程中出现误差。在计算过程中，A和C工作面的地质采矿条件可能会存在不同，当矿产条件固定为v4m/d时,A和C的具体范围只是A=1.32,C=-0.2;矿产条件小于v2m/d时,那么A=C=1;如果是v2m/d时，则用A=1.4,C=-0.45进行对比计算。其中,L代表工作面长度,M代表高，在对开采过程中的煤炭密度
10、进行核对时，可以用t/m和mrxr代表邻近层的厚度，在计算过程中，应依据原本的瓦斯含量和瓦斯气体排放率，运用N采空区排放瓦斯气体的邻近层总数，要将瓦斯岩层数包含在内3-5。1.3.3厚煤层分层开采时的瓦斯涌出情况在对厚煤层进行开采时需要注意瓦斯的涌出量，不同的分层涌现出来的瓦斯量是不同的。在具体计算过程中,是通过对瓦斯涌出量的描述来统计QM的,为了对煤层的瓦斯涌出量开展测量，可以根据不同的煤层分层，采用该方法能计算出分层瓦斯涌出量比例。例如，在实际开采过程中，要按照1：2：3 的比例进行分层开采,通过QI/QM进行核对，核对过程中范围要控制在1.5+0.0 5 2.2+0.0 5。1.3.4工
11、作面瓦斯涌出量变化的特征观察回采工作面，能分析瓦斯的涌出量和变化曲线，能了解到回采中瓦斯涌出量变化，回采的初期，就要根据瓦斯涌出量的变化进行调整，对开采层瓦斯涌出情况开展控制工作。在对开采层的数值以及邻近层的总数值进行控制时，可以根据开采层的厚度以及层间岩性进行控制。2采煤工作面通风措施2.1严格控制瓦斯含量在煤矿的开采中,如果井下瓦斯浓度很高,就会引发爆炸,所以在进行回采作业的过程中，要做好瓦斯的浓度监控工作，才能保证井下工作人员的生命财产安全。井下的瓦斯浓度处于5%16%之间，此时井下工作中用到的机械设备效率较低，会引发瓦斯爆炸。所以在开采过程中,施工队伍一定要对井下的瓦斯浓度进行实时监测
12、,如果发现瓦斯超标,就要及时采取有效措施进行治理，避免瓦斯浓度持续升高而引发爆炸事故。回采巷道的温度相对较高，要比大气温度高出很多，最高温度能达到6 0，工作人员和工程设备长期在高温状态下工作，必然会受到较大的影响。为了确保工作过程的安全性，井下工作人员不允许携带火种下井工作，这可以有效避免在高温条件下因触碰火种发生爆炸现象，在巷道中工作时，要避免金属之间产生碰撞或者摩擦，一旦产生摩擦会出现火花，很容易引发爆炸。2.2矿井风量调节方法在矿井的开采过程中,通风网络非常复杂,风流会和风阻以及巷道进行匹配，导致工作过程中的风量并不充足，无法满足工作需要，这种情况会导致安全事故频繁发生，需要采用有效的
13、措施调节矿并的风量,有效预防风险事故的出现。当对风量进行实际调节的过程中，要按照标准原理进行调节，调节主要采用的原理是对巷道进行整体推进，在开展风量的调节工作时，能实65现对总风量的调节，又可以实现对局部风量的调节。在对总风量进行调节时，可以调节风扇的转动速度，也可以调节风机的特性、风机的安装角度。而在开展局部风量的调节工作时，可以通过增加风阻，改变局部风量。2.3对通防安全管理机制进行完善保障通防安全，需要开展安全管理工作，需要具备专业的管理团队以及科学合理的管理制度。在煤炭的开采过程中，需要配备专业的检查人员对工作面中的隅角、电气设备以及回风流进行定期的检查，在检查过程中,要严格按照相关的
14、制度标准进行检查,按照不同的班组，开展检查工作，每次检查不得少于3 次，检查间隔最好控制在2 4 h，当检查工作完成以后，要将所检查的数据记录在瓦斯检查排板上，采煤机要配备便捷式的瓦斯检查仪器。若检查员由于其他原因不在现场，那么司机要担负起检查员的工作，运用有效措施控制瓦斯浓度，若瓦斯浓度未超标，司机就可以开机割煤。如果发生火灾，负责人要马上加派人手，快速扑救，如果火势较严重不能被扑灭，负责人就要根据工作经验及时清点人员，按照撤离流程迅速撤离。2.4杜绝火源导致瓦斯爆炸的原因有很多,其中明火和金属摩擦是引发爆炸的主要原因，为了避免明火火源引发爆炸，要加强现场的管理工作，大部分的火源是能通过人为
15、对其控制的。井下的机械设备如果时间较长未更新就会出现老化现象，机械设备的不健全就会导致设备金属之间出现碰撞，在高温的影响下，会产生火花，此时,如果通风不良，会大大提高爆炸发生的概率。通过相关数据了解到,出现瓦斯爆炸的原因基本都是由明火引起的,所以急需对明火火源进行有效的控制和管理，才能降低出现瓦斯爆炸的概率，从而保障井下工作的安全。3结语这些年，国民经济水平不断提升，社会经济也在快速发展,煤矿在生产过程中迎来了新的机遇和挑战。想要保障煤矿开采工作的顺利进行，就要跟随时代的发展，对生产设备进行优化和升级，运用先进的通风系统提升通风效率，可以有效处理瓦斯浓度的控制问题，瓦斯浓度降低后,能有效降低出
16、现风险的概率,保障生命财产安全。参考文献：1赵新.采用“U+L型通风方式的回采工作面瓦斯涌出规律研究J.矿业安全与环保,2 0 18,4 5（0 2）：9 3-9 6+10 1.2张强，宋宏林，巩红林.下行通风综采工作面煤与瓦斯协调开采实践理论研究J.科技创新与应用，2 0 2 0（3 2)：50-51.3张志晶，汪开旺.复杂条件下工作面“一段一策”瓦斯治理研究J.煤炭技术，2 0 2 0,3 9（0 4）：14 2-14 5.4陈孟长，武旭东，邢玉忠.高河能源高瓦斯综放工作面上隅角瓦斯治理研究J.中国矿业,2 0 2 0,2 9（0 7）：12 8-13 4.5龚选平，陈龙，陈善文，等.高强度开采低瓦斯煤层时瓦斯涌出的时空分布特征及关键影响因素J.矿业安全与环保,2 0 2 0,4 7(0 4):17-2 3+2 8.6孙炳兴.高瓦斯厚煤层超长距离双巷掘进工作面瓦斯涌出规律研究J.煤炭技术，2 0 2 0,3 9（12）：52-54.作者简介：张宗明（19 9 4-），男，山东枣庄人，本科，助理工程师，研究方向：安全工程。66