摘要：目前我國(guó)煤礦開(kāi)采機(jī)械化程度逐日提高，絕大部分都是綜采工作面，其優(yōu)點(diǎn)是回采速度快、效率高;同時(shí)，工作面回采結(jié)束后，應(yīng)按照規(guī)定對(duì)采空區(qū)進(jìn)行密閉處理;但是，隨著礦井開(kāi)采規(guī)模的擴(kuò)大和延伸，井下采空區(qū)密閉墻將日益增多，密閉采空區(qū)內(nèi)積聚的大量瓦斯，在壓力作用下有時(shí)會(huì)從密閉墻內(nèi)溢出，進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域影響礦井安全生產(chǎn)，另外，有些密閉墻長(zhǎng)期向采空區(qū)進(jìn)風(fēng)供氧，可能會(huì)造成采空區(qū)內(nèi)遺煤自燃，發(fā)生自然發(fā)火事故。密閉采空區(qū)內(nèi)積存的大量瓦斯，將是一個(gè)重大安全隱患，管理不好將會(huì)出現(xiàn)安全事故，威脅礦井安全生產(chǎn);所以，正確掌握密閉墻內(nèi)壓力與大氣壓力變化關(guān)系，對(duì)制定有效的防范措施，合理調(diào)控密閉墻進(jìn)出風(fēng)狀態(tài)，防止瓦斯及火災(zāi)事故發(fā)生，確保礦井安全生產(chǎn)，都具有重大的安全意義。

關(guān)鍵詞：密閉; 采空區(qū);壓力;瓦斯; 自燃

1.引言

1.1礦井概況

礦井為大型機(jī)械化礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力500Mt，礦井瓦斯等級(jí)為高瓦斯突出礦井，礦井已連續(xù)開(kāi)采35年，煤層自然發(fā)火期為3～6個(gè)月，礦井為立井、多水平、東西兩翼開(kāi)拓方式;礦井通風(fēng)方式為抽出式通風(fēng);礦井共有立井6個(gè)，其中進(jìn)風(fēng)井筒4個(gè)，回風(fēng)井筒2個(gè);一水平標(biāo)高-350m，二水平標(biāo)高-788m;一水平東翼采區(qū)三個(gè)（東一、東二、東三）、西翼采區(qū)三個(gè)（西一、西二、西三），二水平采區(qū)一個(gè)。礦井采空區(qū)密閉均采用厚度不小于0.8m雙瓦石墻加墻內(nèi)注漿封閉方式，密閉質(zhì)量滿足AQ1044-2007《礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范》規(guī)定。

1.2問(wèn)題的提出

礦井開(kāi)采年限較長(zhǎng)，密閉采空區(qū)逐年增加，礦井正常生產(chǎn)期間每年需密閉采空區(qū)在3～5個(gè)，2016年僅采空區(qū)瓦斯涌出量高達(dá)43.6m3/min（含抽采瓦斯量），礦井采空區(qū)密閉墻高達(dá)50道左右，個(gè)別密閉墻內(nèi)瓦斯高達(dá)80%左右。通過(guò)調(diào)查數(shù)據(jù)可以看出，礦井密閉墻數(shù)量多，檢查工作勞動(dòng)強(qiáng)度較高，管理難度大;密閉空間范圍廣，且密閉空間內(nèi)瓦斯含量高，瓦斯威脅大。所以，如何掌握密閉墻壓力變化情況，制定有效的瓦斯治理防范措施，合理調(diào)節(jié)密閉墻進(jìn)出風(fēng)壓差，杜絕瓦斯事故發(fā)生，是確保密閉采空區(qū)內(nèi)瓦斯安全管理的關(guān)鍵。

1.3研究?jī)?nèi)容

針對(duì)礦井采空區(qū)封閉墻較多，采空區(qū)內(nèi)積聚大量瓦斯，且存在采空區(qū)自然發(fā)火隱患，時(shí)刻威脅著礦井安全生產(chǎn)。因此，了解掌握采空區(qū)封閉墻內(nèi)瓦斯?jié)舛茸兓?guī)律，以及采空區(qū)封閉墻內(nèi)外壓力變化關(guān)系，從而制定有效的防范措施，確保礦井采空區(qū)瓦斯及防火安全管理，特對(duì)礦井采空區(qū)封閉墻內(nèi)瓦斯、壓力等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)定、分析、研究。

1.4研究方案

利用礦井通風(fēng)壓力多參數(shù)儀結(jié)合密閉墻上“U”型壓差計(jì)，對(duì)密閉墻內(nèi)、外的壓力參數(shù)變化進(jìn)行測(cè)量記錄，為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確提前對(duì)所用多參數(shù)儀進(jìn)行校準(zhǔn)比對(duì)消除誤差，同時(shí)確保地面和井下同步進(jìn)行測(cè)定，每小時(shí)記錄一次數(shù)據(jù)，最后對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、研究。

2. 密閉采空區(qū)內(nèi)參數(shù)測(cè)定結(jié)果研究

2.1通過(guò)對(duì)所測(cè)定的壓力數(shù)據(jù)分析研究發(fā)現(xiàn)，封閉墻外大氣壓力變化與地面大氣壓力變化基本一致;封閉墻內(nèi)大氣壓力由于受到封閉隔絕作用，隨地面大氣壓力變化幅度極小。如圖1所示：

2.2通過(guò)對(duì)密閉墻進(jìn)出風(fēng)壓差數(shù)據(jù)測(cè)定分析發(fā)現(xiàn)，密閉墻出風(fēng)壓差與地面大氣壓力呈反比，而進(jìn)風(fēng)壓差則成正比，即大氣壓力降低時(shí)，井下密閉墻出風(fēng)壓差增大;一般從11：00起，曲線急劇升高，說(shuō)明出風(fēng)趨勢(shì)逐漸增大或進(jìn)風(fēng)趨勢(shì)逐漸減小，同時(shí)在16：00時(shí)，達(dá)到出風(fēng)趨勢(shì)最高值或進(jìn)風(fēng)趨勢(shì)最低值;（備注：因礦井為負(fù)壓通風(fēng)，故將密閉采空區(qū)向密閉墻外出風(fēng)為正，反之進(jìn)風(fēng)為負(fù)），如圖2所示：

2.3通過(guò)對(duì)密閉墻內(nèi)瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)測(cè)定分析發(fā)現(xiàn)，封閉墻內(nèi)瓦斯?jié)舛扰c封閉墻出風(fēng)壓差呈正比，當(dāng)封閉墻出風(fēng)趨勢(shì)增大時(shí)，封閉墻內(nèi)瓦斯?jié)舛壬?，從而造成墻外瓦斯?jié)舛纫搽S之增大。如圖3所示：

3、結(jié)論

3.1根據(jù)圖1對(duì)密閉采空區(qū)內(nèi)外及大氣壓力相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)定研究結(jié)果得出，密閉采空區(qū)內(nèi)壓力相對(duì)基本穩(wěn)定，而密閉墻外壓力受地面大氣壓力變化較大，基本與大氣壓力成正比;為此及時(shí)了解大氣壓力變化情況和密閉墻內(nèi)壓力分布情況，對(duì)提前制定合理有效的防范措施是必不可少的技術(shù)支撐。

3.2根據(jù)圖2對(duì)密閉墻進(jìn)出風(fēng)壓差數(shù)據(jù)及地面大氣壓力數(shù)據(jù)測(cè)定研究結(jié)果得出：密閉墻出風(fēng)壓差與地面大氣壓力（或墻外大氣壓力）呈反比，即大氣壓力降低時(shí)，井下封閉墻出風(fēng)壓差增大;一般從11：00起，曲線急劇升高，說(shuō)明出風(fēng)程度逐漸增大或進(jìn)風(fēng)程度逐漸減小，在16：00時(shí)，達(dá)到出風(fēng)程度最高值或進(jìn)風(fēng)程度最低值;（備注：為了便于分析，人為定義出風(fēng)為正，進(jìn)風(fēng)為負(fù)）

3.3通過(guò)對(duì)密閉采空區(qū)內(nèi)壓力變化數(shù)據(jù)分析，掌握密閉采空區(qū)內(nèi)壓力變化規(guī)律，對(duì)合理制定密閉采空區(qū)均壓調(diào)控或采空區(qū)抽采瓦斯方案的確定以及檢查時(shí)間提供了技術(shù)數(shù)據(jù)支撐，從而有效防止密閉采空區(qū)內(nèi)瓦斯及防火事故發(fā)生，為礦井安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

[M] AQ1044-2007—礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范

[M] AQ1028-2006—煤礦井工開(kāi)采通風(fēng)技術(shù)

作者簡(jiǎn)介：楊開(kāi)哨（1978-），男，現(xiàn)在淮南礦業(yè)集團(tuán)潘一礦（中央?yún)^(qū)）通風(fēng)區(qū)工程師，2010年畢業(yè)于安徽理工大學(xué)采礦工程。