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【摘要】随着人们对能源需求量的逐步提升，我国的煤矿事业面临着巨大的挑战。本文作者结合具体的案例，分别从高瓦斯煤矿工作面回采前、回采期间以及应用效果这三个方面进行瓦斯控制技术研究，希望对于瓦斯控制技术研究者有所帮助。
【关键词】高瓦斯；煤矿工作面；瓦斯控制技术
现阶段，为了有效的控制高瓦斯煤矿工作面的瓦斯含量，作者通过调研，结合正在筹建的矿井详细分析了煤矿工作面的瓦斯控制技术。
一、高瓦斯煤矿工作面瓦斯控制技术
（一）回采前瓦斯控制技术
首先，要对工作面进行顺层孔以及底板穿层孔设计。注意，在设计的时候，利用穿层钻孔以及顺层钻孔来实现预抽煤层瓦斯。其中，穿层钻孔，主要是在离煤层底板法大约15—30m左右的位置设立瓦斯抽放巷，并在巷内布置钻场，继而再在钻场内穿层抽放钻孔，且保证在施工结束后钻孔预抽4个月。其中，钻场间隔为30m，钻孔间距10m，直径为94mm。另外，顺层钻孔，主要是在工作面风巷和机巷中，进行顺层钻孔，注意，钻孔方向朝着工作方向，且控制钻孔间距、长度以及直径分别为5m、100m、133mm，压茬20m。且在进行抽采时，如果时间超出半年，煤层瓦斯含量以及压力分别降为8m3/t和0.74MPa以下[1]。
然后，为了避免顺层孔控制盲区，可以通过穿层孔补充的方式，实现共同抽采，有效的消除工作面的危险性。主要的施工方法是在底板抽放巷内进行盲区内钻孔。其中，钻孔终孔间距在5—10m之间，且封孔深度12m。
（二）回采期间瓦斯控制技术
在煤矿工作面回采期间，首先要进行高位钻孔。施工时，在风巷侧约100m的距离进行高位钻场施工，且保证每个钻场均有一组高位钻孔。注意，为了保证抽采的连续性，每组有9个钻孔，且控制钻孔压茬距离在40m。另外，主要抽放采空区上隅角瓦斯，且定期进行瓦斯取样分析，检测高位钻场内的CO和CH4的浓度[2]。
然后在风巷中铺设管路，进行工作面上隅角埋管抽采。施工时，在靠风巷帮以15m为间隔进行站管掩埋。通常情况下，站管直径8寸，均为钢质材料。因此，为了避免站管摩擦出现火花，其全部进行草垫子包裹，然后在利用木垛进行四周保护。注意，瓦斯抽采管路随采随拆，当工作面每施工20m，即可断开前一站管，并连接后一站管。
最后，在进行地面钻井辅助抽采时，因为回采之后，工作面通常形成裂隙带、弯曲下沉带以及冒落带，且在这些区域内含有瓦斯。因此，保证钻孔位于工作面中部，且距离15#煤层顶板约15--30m之内，钻孔间距为350m左右。另外，钻孔开孔直径以及终孔直径分别控制在311mm和91mm。
二、利用煤矿通风系统进行瓦斯控制的技术研究
在进行矿井工作面瓦斯控制时，其首要目的就是消除瓦斯积聚，有效的控制瓦斯浓度，确保煤矿工作面以及采区巷道中的瓦斯浓度均在规定的安全限值以内。其中，利用煤矿通风系统进行瓦斯控制是现阶段常用的控制瓦斯浓度的基本措施。在进行瓦斯控制的过程中，煤矿通风系统必须稳定、可靠，而且能够及时向工作面供给足够的风量。另外，对于瓦斯涌出量较大的情况，通风系统必须能够解决工作面隅角区瓦斯浓度问题，避免出现瓦斯浓度超限情况。本文作者简单介绍了下面两种通风系统进行瓦斯控制的技术，具体如下：
第一种，U型通风系统。属于比较常见的一种采煤工作面通风系统，能够避免漏风引起的上隅角高浓度瓦斯集中现象，防止出现瓦斯浓度超限危险区。系统简单、经济。
第二种，U+L型通风系统。如图1所示为U+L型通风系统瓦斯浓度控制图（1为进风巷，2为回风巷，3为瓦斯巷尾，4为第一联络巷，5为第二联络巷），其属于一进两回的通风系统。其中，在系统靠近工作面的一条回风巷中，瓦斯浓度必须按照规定的安全限值进行管理；而对于专用排瓦斯巷（尾巷），它是经联络巷与采空区相连，瓦斯浓度控制是依照设计者进行规定的，另外也要满足一些防爆条件。这种系统具有风量少、排放瓦斯量大的特点，具有较高的安全性能。
第三种，三进两回通风系统。在进行煤矿工作面设置时，采用五巷布置的方法，有两条回风巷以及三条进风巷。主要方法是，设计人员在进行工作面设置时，在进风侧布置两条主进风巷，然后在回风侧布置一条辅助进风巷以及两条回风巷，并且两者之间要有一个开路横川，同时在工作面的切眼后方也要布置一个同回风巷相通的开路横川。这样，在进行瓦斯浓度控制时，主进风巷内的瓦斯浓度在切眼被稀释，分别经两条开路横川回到回风巷，在稀释回风巷瓦斯浓度的同时，也对上隅角进行施加正压，促进了上隅角的部分风流经切眼后方的开路横川回出。
三、高瓦斯煤矿工作面的瓦斯控制技术的应用效果
在当前情况下，首先进行煤层开采，在这个过程中，因为采动影响，瓦斯可以通过裂隙进行释放。然后，进行底板穿层钻孔，其中，在煤层底板约15--30m之内设置抽放巷道，并以30m的间隔设置钻场，布置40个左右、孔底间距5m的穿层钻孔，并保证其穿透煤厚。通常情况下，预抽时间3个月，单孔纯量为0.2--0.5m3/分钟，控制抽采浓度大约30%。最后，进行顺层钻孔，其中，间距5m，孔径97mm，孔深100m，压茬20m。在顺层孔施工盲区，采取底板穿层孔补打的方法，其中穿层孔的孔径和顺层孔孔径一致，终孔间距控制在7m，在施工结束后进行封孔，保证预抽半年，实践发现瓦斯抽采率高达40%以上。
另外，关于采空区钻孔，要在工作面风巷内设置高位钻场，因为工作面回采压容易导致顶板出现裂隙，故可以借助裂隙通道抽采邻近层及本煤层回采后形成的高浓度瓦斯。同时，利用移动抽采系统，以及交替迈步的方式，在采煤工作面风巷预埋管路，并进行上隅角积聚的瓦斯的抽采。通常情况下，上隅角充填垛常采用编织袋装填煤矸，能够有效的控制高瓦斯工作面出现瓦斯超限或积聚的现象。
小结
综上所述，高瓦斯煤矿工作面瓦斯控制技术，能够有效的降低煤层残余瓦斯压力，保证工作面的安全回采，在煤矿工作面作业中具有十分重要的价值，值得继续研究。
【关键词】高瓦斯；煤矿工作面；瓦斯控制技术
现阶段，为了有效的控制高瓦斯煤矿工作面的瓦斯含量，作者通过调研，结合正在筹建的矿井详细分析了煤矿工作面的瓦斯控制技术。
一、高瓦斯煤矿工作面瓦斯控制技术
（一）回采前瓦斯控制技术
首先，要对工作面进行顺层孔以及底板穿层孔设计。注意，在设计的时候，利用穿层钻孔以及顺层钻孔来实现预抽煤层瓦斯。其中，穿层钻孔，主要是在离煤层底板法大约15—30m左右的位置设立瓦斯抽放巷，并在巷内布置钻场，继而再在钻场内穿层抽放钻孔，且保证在施工结束后钻孔预抽4个月。其中，钻场间隔为30m，钻孔间距10m，直径为94mm。另外，顺层钻孔，主要是在工作面风巷和机巷中，进行顺层钻孔，注意，钻孔方向朝着工作方向，且控制钻孔间距、长度以及直径分别为5m、100m、133mm，压茬20m。且在进行抽采时，如果时间超出半年，煤层瓦斯含量以及压力分别降为8m3/t和0.74MPa以下[1]。
然后，为了避免顺层孔控制盲区，可以通过穿层孔补充的方式，实现共同抽采，有效的消除工作面的危险性。主要的施工方法是在底板抽放巷内进行盲区内钻孔。其中，钻孔终孔间距在5—10m之间，且封孔深度12m。
（二）回采期间瓦斯控制技术
在煤矿工作面回采期间，首先要进行高位钻孔。施工时，在风巷侧约100m的距离进行高位钻场施工，且保证每个钻场均有一组高位钻孔。注意，为了保证抽采的连续性，每组有9个钻孔，且控制钻孔压茬距离在40m。另外，主要抽放采空区上隅角瓦斯，且定期进行瓦斯取样分析，检测高位钻场内的CO和CH4的浓度[2]。
然后在风巷中铺设管路，进行工作面上隅角埋管抽采。施工时，在靠风巷帮以15m为间隔进行站管掩埋。通常情况下，站管直径8寸，均为钢质材料。因此，为了避免站管摩擦出现火花，其全部进行草垫子包裹，然后在利用木垛进行四周保护。注意，瓦斯抽采管路随采随拆，当工作面每施工20m，即可断开前一站管，并连接后一站管。
最后，在进行地面钻井辅助抽采时，因为回采之后，工作面通常形成裂隙带、弯曲下沉带以及冒落带，且在这些区域内含有瓦斯。因此，保证钻孔位于工作面中部，且距离15#煤层顶板约15--30m之内，钻孔间距为350m左右。另外，钻孔开孔直径以及终孔直径分别控制在311mm和91mm。
二、利用煤矿通风系统进行瓦斯控制的技术研究
在进行矿井工作面瓦斯控制时，其首要目的就是消除瓦斯积聚，有效的控制瓦斯浓度，确保煤矿工作面以及采区巷道中的瓦斯浓度均在规定的安全限值以内。其中，利用煤矿通风系统进行瓦斯控制是现阶段常用的控制瓦斯浓度的基本措施。在进行瓦斯控制的过程中，煤矿通风系统必须稳定、可靠，而且能够及时向工作面供给足够的风量。另外，对于瓦斯涌出量较大的情况，通风系统必须能够解决工作面隅角区瓦斯浓度问题，避免出现瓦斯浓度超限情况。本文作者简单介绍了下面两种通风系统进行瓦斯控制的技术，具体如下：
第一种，U型通风系统。属于比较常见的一种采煤工作面通风系统，能够避免漏风引起的上隅角高浓度瓦斯集中现象，防止出现瓦斯浓度超限危险区。系统简单、经济。
第二种，U+L型通风系统。如图1所示为U+L型通风系统瓦斯浓度控制图（1为进风巷，2为回风巷，3为瓦斯巷尾，4为第一联络巷，5为第二联络巷），其属于一进两回的通风系统。其中，在系统靠近工作面的一条回风巷中，瓦斯浓度必须按照规定的安全限值进行管理；而对于专用排瓦斯巷（尾巷），它是经联络巷与采空区相连，瓦斯浓度控制是依照设计者进行规定的，另外也要满足一些防爆条件。这种系统具有风量少、排放瓦斯量大的特点，具有较高的安全性能。
第三种，三进两回通风系统。在进行煤矿工作面设置时，采用五巷布置的方法，有两条回风巷以及三条进风巷。主要方法是，设计人员在进行工作面设置时，在进风侧布置两条主进风巷，然后在回风侧布置一条辅助进风巷以及两条回风巷，并且两者之间要有一个开路横川，同时在工作面的切眼后方也要布置一个同回风巷相通的开路横川。这样，在进行瓦斯浓度控制时，主进风巷内的瓦斯浓度在切眼被稀释，分别经两条开路横川回到回风巷，在稀释回风巷瓦斯浓度的同时，也对上隅角进行施加正压，促进了上隅角的部分风流经切眼后方的开路横川回出。
三、高瓦斯煤矿工作面的瓦斯控制技术的应用效果
在当前情况下，首先进行煤层开采，在这个过程中，因为采动影响，瓦斯可以通过裂隙进行释放。然后，进行底板穿层钻孔，其中，在煤层底板约15--30m之内设置抽放巷道，并以30m的间隔设置钻场，布置40个左右、孔底间距5m的穿层钻孔，并保证其穿透煤厚。通常情况下，预抽时间3个月，单孔纯量为0.2--0.5m3/分钟，控制抽采浓度大约30%。最后，进行顺层钻孔，其中，间距5m，孔径97mm，孔深100m，压茬20m。在顺层孔施工盲区，采取底板穿层孔补打的方法，其中穿层孔的孔径和顺层孔孔径一致，终孔间距控制在7m，在施工结束后进行封孔，保证预抽半年，实践发现瓦斯抽采率高达40%以上。
另外，关于采空区钻孔，要在工作面风巷内设置高位钻场，因为工作面回采压容易导致顶板出现裂隙，故可以借助裂隙通道抽采邻近层及本煤层回采后形成的高浓度瓦斯。同时，利用移动抽采系统，以及交替迈步的方式，在采煤工作面风巷预埋管路，并进行上隅角积聚的瓦斯的抽采。通常情况下，上隅角充填垛常采用编织袋装填煤矸，能够有效的控制高瓦斯工作面出现瓦斯超限或积聚的现象。
小结
综上所述，高瓦斯煤矿工作面瓦斯控制技术，能够有效的降低煤层残余瓦斯压力，保证工作面的安全回采，在煤矿工作面作业中具有十分重要的价值，值得继续研究。