二源一汇综放面采空区漏风与“三带”分布的研究.pdf

试验研究 二源一汇综放面采空区漏风 与 三带 分布的研究 淮南工业学院资源系 王佰顺 戴广龙 邵 辉 摘 要 通过对谢桥矿 1121 3 综采放顶煤工作面采空区漏风分布规律和采空 区 三带 的分析研究, 指出了二源一汇的采空区漏风和 三带 分布的特点, 为采空区 内煤炭自燃综合防治提供了依据。 关键词 采空区 三带 二源一汇 煤炭自燃 1 工作面概况 淮南矿业集团谢桥矿 1121 3 综采放顶煤 工作面为谢桥矿东一采区东翼三阶段与东二采 区西翼三阶段联合回采工作面。上风巷标高为 - 490 m, 下顺槽标高- 526 m 左右, 东至 F15断 层, 西到东一采区 C 组轨道上山, 工作面倾向 宽 150 m, 走向长 1 588 m, 煤层倾角 8o 12o, 煤厚 3. 3 6. 1 m, 平均 4. 83 m。工作面工业储 量158 万 t。工作面地质构造简单, 共有 12 条 断层。该工作面瓦斯涌出量 8 m3/ min, 煤层易 自燃, 自然发火期 3 6 个月, 煤尘具有强爆炸 危险性。工作面老顶为细砂岩, 厚 3. 05 m, 直 接顶为泥岩, 厚 2. 5 m, 直接底为粘土岩, 厚为 6. 66 m。工作面采用走向长壁综采放顶煤一 次采全高, 设计采高 2. 5 m, 平均放煤高度 2. 5 m。工作面上、 下顺槽及切眼均沿煤层底板布 置, 上、 下顺槽互相平行且与切眼垂直。 该工作面是淮南矿业集团综采放顶煤开采 的首采试验工作面, 既无先例参照, 又无成熟经 验可遵循。为了保证工作面的安全开采, 我们 和谢桥矿合作对其工作面的采空区漏风规律和 表 2 瓦斯集中涌出系数测算表 采面 名称 预测瓦斯涌出 量 m3/ t 实际涌出瓦斯 量 m3/ t 瓦斯集中涌 出系数 Kj 5400117. 5438. 462. 19 63006- ∀25. 5049. 361. 94 78001- 24. 6077. 453. 15 3 结 语 1 特厚煤层分层开采首分层综放面瓦斯 涌出来源主要是采空区, 占涌出总量的 80 90 ; 工作面的瓦斯涌出量高于两巷的涌出量。 2 不同生产工序的瓦斯涌出量有较大差 异, 移架、 割煤、 放顶工序时的瓦斯涌出量约为 设备检修时的 1. 3、 1. 5、 1. 6 倍; 采区布局和开 采顺序对综放瓦斯涌出量有显著影响, 首采面 瓦斯涌出有异常现象; 大气压力变化对风排瓦 斯量有较大影响。 3 综放面瓦斯涌出量随采面产量的增加 和推进距离的延长而逐渐增大, 但并非线性关 系。采面产量究竟增加到多少、 推进多远其瓦 斯涌出量开始衰减, 这与采面长度、 推进速度、 放顶高度和回采率以及采空区遗煤、 注浆 泥 等诸多因素有着不同程度的密切关系, 是个有 待进一步观察研究的较为复杂的问题。 作者简介 吕国金, 男, 1964 年生, 1982 年毕业于 抚顺煤炭工业学校, 工程师, 现任抚顺矿务局安监局局 长兼副总工程师。地址 辽宁省抚顺市; 邮编 113008。 收稿日期 2000- 07- 22; 责任编辑 齐秀昆 34 第 12 期 煤矿安全 2000 年 12 月 三带 进行了分析与研究。 2 综放面二源一汇的采空区漏风分布规律 采空区 三带 的划分方法及标准一般有 3 种 ∃ 按照采空区内的漏风风速来划分, 分为低 散热带 漏风风速大于 0. 24 m/ min , 氧化带 漏风风速在 0. 24 0. 1 m/ min 之间 , 窒息带 漏风风速小于 0. 1 m/ min ; 按照采空区内 的氧气浓度来划分, 分为散热带 氧气浓度大于 18 , 氧化带 氧气浓度在 18 10 之间 , 窒息带 氧气浓度小于 10 ; 氧化带宽度为 66 77 m 进入采空区 105 150 m ; 大于 105 150 m O2浓度 10. 0 可认为进入窒息带。如果将 O2浓度降至 8以 下, 则需延伸至采空区中 140 180 m。 当工作面采空区推进 300 m 以后, 加上适 当的通风管理, 此时工作面系统可看作一源一 汇的 U 型系统, 此时称为第二时期。从表 2 可 看出, 工作面采空区散热带宽度为 10 19 m。 这与工作面的周期来压步距 11 m 密切相关, 在 周期来压前, 工作面后方顶板没有冒落, 具有良 好的漏风散热效果; 周期来压后, 顶板岩石冒 落, 漏风风阻增大, 漏风减小, 而使采空区进入 氧化带。氧化带宽度为 14 41 m, 即进入采空 区 24 60 m, O2浓度降至 10。 4 结束语 通过对二源一汇的 1121 3 综采放顶煤工 作面采空区的漏风分布和 三带 考察可以看 出, 对于不同的采空区, 其采空区的漏风分布也 不同, 三带 的宽度不同, 采空区的火源位置也 就复杂。这给采空区中火源位置的确定和采空 区防灭火带来困难。因此, 对于不同漏风源和 漏风汇的采空区, 不能象 U 型工作面的采空区 那样简单来谈采空区内的 三带 , 而应该针对 不同的漏风源和漏风汇, 进行具体分析, 这样, 对采空区内防灭火才能做到有的放矢。 作者简介 王佰顺, 男, 1961 年生, 1984 年毕业于 山东矿业学院采煤专业, 现任淮南工业学院安全技术与 工程教研室讲师, 曾发表论文多篇。地址 安徽省淮南 市; 邮编 232001。 收稿日期 2000- 08- 21; 责任编辑 郭瑞年 Research into the Gob Air- leakage of Eryuanryihui Fully- mechanized Face and Distribution of the T hree- zones Wang Baishun and others Huainan Institute of Technology Abstract This paper, by an analysis and study of the law governing the distribution of gob air- leakage and Three - zones of 1121 3 fully- mechanized roof- coal caving face of Xieqiao Coal Mine, makes clear the distributing characteristics of Eryuanyihui gob air- leakage and Three - zones , which Provides the basis for comprehensive con trol of coal spontaneous combustion in gob areas. Key words gob three- zones Eryuangihui coal sponta neous combustion 36 第 12 期 煤矿安全 2000 年 12 月