采煤工作面上隅角瓦斯治理技术(1).doc

采煤工作面上隅角瓦斯治理技术 薛景明 汾西矿业集团曙光煤矿,山西介休032000 摘 要根据采煤工作面实际瓦斯涌出特征及瓦斯治理情况,分析总结了采煤工作面上隅角瓦斯 治理技术的合理选择与运用。 关键词采煤工作面;上隅角;瓦斯治理;瓦斯抽放中图分类号TD712文献标志码B 文章编号1003－496X 201102－0027－031矿井概况 矿井采用斜－立井混合开拓方式,开采1 、 2、3煤层,其中1 、3煤层为局部可采煤层目前揭露的1 、3煤层均不可采,2煤层全区可采,为主采煤层,煤层平均厚度1．51m 。开采煤层煤尘均具有 爆炸危险性,均为Ⅲ类不易自燃煤层。矿井安装有1套KJ95N 监控系统,矿井采用并列式通风方式、机械抽出式通风方法,现有进风井2个,即主斜井、副立井,回风立井1个。矿井现有1个采区,采区分东、西翼布置采煤工作面,采煤方法为综合机械化采煤、全部跨落法管理顶板。井下2条大巷集中回 风巷、 集中胶带巷进风,1条专用回风巷集中回风巷回风。 2009年矿井瓦斯等级鉴定结果为矿井绝对瓦 斯涌出量8．46m 3/min ,相对瓦斯涌出量3．69m 3 /t ,为低瓦斯矿井,按高瓦斯矿井管理。从逐年的瓦斯等级鉴定结果分析,矿井随着开采深度和开采规模不断增大, 瓦斯涌出量呈逐年上升趋势,见表1。表1 曙光矿近年瓦斯等级鉴定汇总表 年份瓦斯 绝对涌出量/m 3min －1相对涌出量 /m 3t －1二氧化碳 绝对涌出量/m 3min －1相对涌出量/m 3t －1 等级 20062．211．34．572．68低 20072．51．1695．22．431低高管20084．952．525．122．39低高管2009 8．46 3．69 4．93 2．14 低高管 2010年,一采区西翼1206工作面瓦斯涌出量 最大达10．41m 3 /min 含抽放瓦斯量,上隅角、回风流均有瓦斯超限报警记录。2 采煤工作面概况 工作面西邻东一采区的采区边界南为未 开采的1204工作面,东邻集中轨道巷,北为未开采的1208工作面。工作面长度180m ,走向长1970m ,采高2．2m 。 瓦斯来源。工作面瓦斯来源为本煤层2 煤层、 上邻近层1煤层和下邻近层3 煤层及构造裂隙带, 区域性瓦斯增高。 通风方式。工作面采用“U ”型通风方式,材料巷进风,运输巷回风。 瓦斯抽放系统。工作面利用移动式抽放瓦斯系统进行抽放,配备2台2BEC40型水环式真空泵,一 用一备,每台功率160kW 、额定流量110m 3 /min ,抽放管路选用Φ200mm 、Φ300mm 的钢骨架纤维增强树脂管。3工作面上隅角瓦斯治理技术3．1 瓦斯抽放 采用高位钻孔裂隙带抽放、并联回风巷密闭插管抽放的综合抽放方法,抽放的瓦斯排至集中回风巷。抽放瓦斯系统及抽放瓦斯钻孔布置如图1。 1高位钻孔裂隙带抽放瓦斯。在1206运输巷施工钻孔对工作面裂隙带瓦斯进行抽采,钻孔在1206运输巷矩形钻场内施工,钻场布置间距80m , 钻场宽4．0m ,深5．0m ,高4m ,设在2煤层中。由钻场向1206采空区裂隙带施工抽放钻孔,对采空区 裂隙带进行抽放,以解决采煤过程中上隅角的瓦斯问题。为使开采层瓦斯得到有效的抽放,钻场内设6个钻孔,上、下2排各3个钻孔,钻孔沿走向扇形布置,封孔采用毛巾布或麻布卷缠聚氨脂的方法,钻孔技术参数如下钻孔深度为100m ;开孔使用Φ113mm 钻头扩孔8m 后换Φ94mm 钻头,孔径94mm ;根据煤层倾角变化,终孔高度控制在工作面采高的5 8倍距煤层底板10 20m ;终孔水平间 72技术创新 2 / 工作面上隅角并联回风巷回风流 排放瓦斯量/m3min－1风排量抽放量 抽放前0．180．701．320．466．380．00抽放后0．130．180．340．243．333．05 3． 2改变工作面通风方式 12061206回风顺槽平行的小断面并联回风巷,间距净煤柱5m,高2．2m,宽2m,每隔30m施工1个横贯,与1206回风顺槽相通,形成了局部“一进两回”的通风系统,改变了工作上隅角通风流畅,彻底解决上隅角瓦斯积聚和超限问题。如图2所示。 第技术创新 受到很大的影响,往往出现挡风帘被破坏而失去作用的现象,导致隅角瓦斯浓度又很快升高到超限浓度以上。这样反复操作的结果, 必然使隅角瓦斯浓度忽高忽低, 极不稳定,形成了安全生产的一大隐患。同时,挡风帘的存在,增大了工作面的通风阻 力,使工作面的风量降低。因此,这种防治方法可靠性较差,效果不理想,只能作为临时性的应急措施。当采面隅角出现较长时间的超限时,这种方法很不可靠。 2提高采面供风量。工作面采用增大风量的办法,虽然可使隅角积聚区风流与工作面主风流的对流作用加大,但是随着风量的提高,负压增大,采空区的风流速度加大,使采空区的瓦斯流线延深,加强了风流与采空区内的瓦斯的交换。若采空区内存在其它漏风通道,则会增大此漏风量。总之,若增大采面风量,会使风流携带出的瓦斯量增大。风量过大又具有以下缺点一是造成邻近采掘工作面的供风量下降,影响矿井通风系统的稳定;二是使采面风 流中的粉尘浓度增加, 恶化工作面的工作环境,增大防尘工作的难度;三是容易使巷道内的风速超过 煤矿安全规程规定,影响矿井的质量标准化达标。 3设置采空区风幛。设置风幛虽然可减少采 空区的瓦斯涌出量, 但由于风幛位于采空区边缘,采空区落下的矸石极易将风幛破坏,造成风幛漏风增 大;同时由于风幛随着工作面向前推进而逐渐前行,所以增大了工人的操作难度和工作量。因此这种方法受多种条件的制约,使用效果不太理想。4安设专用抽出式风机。使用抽出式风机,风筒入口位于采面上隅角,在风筒入风口处形成一较大负压区,工作面的主风流由于压差的作用会增大流经隅角的风量,以满足风机吸风量的要求。这样,隅角的高浓度瓦斯与流过此处的工作面风流混合后进入风筒内部,经风机排入回风巷,此时往往会造成风机出口以外的回风流瓦斯超限。4 结 语 1设置隅角临时挡风帘、提高采面供风量、设置采空区风幛、安设专用抽出式风机等方法,只能作为治理上隅角瓦斯的辅助措施或临时性的应急措施。 2裂隙带抽放瓦斯、并联回风巷插管抽放瓦斯, 是减少回采工作面绝对瓦斯涌量的根本性措施。3采用小断面并联回风巷可以改变回采工作 面上隅角风流方向,彻底解决上隅角瓦斯积聚和超限问题。 作者简介薛景明1964－,工程师,1984年毕业于山西省煤炭工业学校,现任曙光煤矿总工程师,从事矿井通风技术管理工作。 收稿日期2010－10－08;责任编辑王福厚檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷殟 殟 殟 殟 国外煤矿安全信息采用化学致冷包的效果 目前,约有30的煤矿处在致热微气候条件空气温度超过26ħ,而湿度100时达到38ħ,这在不采取防护措施时使工人器官过热,损害健康,甚至造成死亡事故。乌克兰“呼吸器”矿山救护研究所研制出化学致冷包,是用卡尔鲍米德Kap δОМИД和铵硝酸盐与0．1kg 水混合吸收热的吸热反应致冷气。这种致冷包可以贮存在矿井中任何条件中,保存和运输不需要专用装置,固定随时准备采用,致冷性能保持很长时间。在“呼吸器”研究所的热 力室中进行研究, 其中空气温度31ʃ1ħ,湿度96ʃ2,气流速度1ʃ0．1m /s ,有5人参加试验,矿山救护队员和采矿工人,都有在致热微气候条件下作业的经验和过程,并经过医疗检查取 得验证和学会致冷包使用方法。介绍了用近似方程式计算在能量热负荷情况下试验者的心脏衰减率和直肠温度t H p 的动态。在能量热负荷过程中,用2种主要参数检测试验者的生理状态直肠温度t p 和心脏衰减率。 摘自 УГОЛЬУКРАИНЫ2009No．11,23－25 92技术 创新 2