分源抽放治理综放面上隅角瓦斯问题的探讨.doc

分源抽放治理综放面上隅角 瓦斯问题的探讨 李志金1 ,郑晓伟 2 1.靖远煤业有限公司宝积山煤矿,甘肃白银730913;2.煤炭科学研究总院沈阳研究院,辽宁抚顺113112 摘 要通过对高瓦斯矿井综放工作面上隅角瓦斯抽放方式的不断探索,总结出了利用抽放手段之多种方法有效解决综放工作面上隅角瓦斯超限的问题。 关键词分源抽放;综放工作面;上隅角瓦斯 中图分类号T D712 .6 文献标识码B 文章编号1003-496X 201007-0114-02 瓦斯排放巷即第二回风巷在高瓦斯和突出矿井的综放工作面特别是综放工作面的上隅角瓦斯管理中曾发挥过一定的作用,但由于其在工作面防灭火和高浓度瓦斯的排放中存在安全隐患,逐步被淘汰使用,随着煤炭工业在能源中作用的不可替代性和所占的比重,全国煤矿的产能都在不同程度的增加,综采放顶煤工作面个数不断增加,高突瓦斯矿井综放工作面上隅角的瓦斯管理工作对矿井安全生产的影响日益严重和突出。传统的治理方法如①工作面上、下隅角堵漏;②气动局部通风机抽排;③局部通风机稀释;④倒风帐倒风;⑤采前预抽;⑥边采边抽对于处理高突瓦斯矿井综放工作面上隅角的瓦斯超限问题已显得很无奈或力不从心,安全管理的责任性和严峻的安全形势迫使我们积极的进行着高突瓦斯矿井综放工作面上隅角的瓦斯超限问题处理途径的探讨和研究。 1 采前预抽和边采边抽在解决综放工作面上隅角 的瓦斯超限问题时的不足 采前预抽和边采边抽在总体降低煤层瓦斯含量上发挥着巨大的作用,合理的抽放方案会取得良好的抽放效果,使得吨煤瓦斯含量降低到6m 3 /t 以下,但在开采时还经常出现工作面上隅角瓦斯超限的情况,特别是在大倾角厚或特厚煤层开采中尤为突出,经常威胁综放工作面安全生产的主要是上隅角瓦斯超限问题,而最难处理的也是工作面上隅角瓦斯超限问题。普遍认为,进行瓦斯抽放是解决瓦斯超限难题的主要途径,因此,当瓦斯超限时就采用抽放系统去解决,但是,当抽放系统在上隅角抽放时效果并不如想象的那样好,其根本原因是当抽放系 统接入上隅角之后,由于采用了开放式抽放,大大降 低了抽放系统的抽放负压,从而降低了抽放效果,也没有很好的解决上隅角瓦斯超限的问题。2 分源抽放在解决高瓦斯矿井综放工作面上隅角 瓦斯超限问题中的作用 由于常规的抽放方法不能有效地解决工作面上隅角的瓦斯超限问题,而工作面第二回风巷即瓦斯排放巷又被禁止使用,于是迫使我们在上隅角的瓦斯抽放上寻求新的方法,在不断的探索和实践当中进行着总结、分析和不断的完善。 分源抽放故名思意就是区分不同的瓦斯来源采取不同的抽放方式,因为,利用固定抽放系统进行工作面上隅角瓦斯抽放会造成固定系统负压的大量损耗,影响其他地点的抽放效果,影响整个抽放系统的运行效率。为了解决这一抽放上的技术难题和矛盾,制定了分源抽放的具体方案,即甩开地面固定抽放系统,另外在井下建立一套可移动式抽放系统,专门用来抽放工作面上隅角瓦斯,取得了很好的效果。3 分源抽放的实施方案 1在综放工作面回风巷的上隅角埋管抽放瓦 斯如图1所示,解决工作面上隅角瓦斯问题。在工作面上隅角的靠近底板侧的巷顶预埋1趟Φ100mm 或以上的抽放管,抽放管进入空区的一段用钢 管并在前端打上给路Φ10mm 的吸气孔,当抽放管路埋入空区510m 时就开始联网抽放,一直坚持抽放到抽放管路埋入空区2030m 时停止该管路的抽放而改到下一个预埋的管路进行抽放,在改变预埋抽放管口时同期关闭前一抽放管关闭阀或在 ・ 411・煤矿安全 Total 429 问题探讨 图1 采空区预埋管路抽放瓦斯示意图 管路中加挡板预留的抽放管口间距一般在20m 左右。 2利用高位钻孔抽放瓦斯,解决工作面上隅角瓦斯问题。从工作面煤帮向外1020m 处开始,每隔5m 利用轻型防突煤电钻施工1组高位钻孔,每组58个,钻孔的倾角视工作面的煤厚、钻机所在的位置和钻机与空区之间的距离等参数确定,终孔位置的层位在钻孔斜穿煤层后见伪顶时至,终孔的平面位置应该在架后空区以里25m 处,孔径为Φ90mm ,孔深一般在30m 以下,由于钻孔是从回风巷的巷顶斜进煤层的,有一段钻孔离巷顶近且在压力集中区,由于裂隙发育,封孔困难,故选择用厚壁塑料管给钻孔全长下套管,最后再封孔。每2个小班就可完成1组高位孔的施工、封孔与联网工作,第3个小班即可进行抽放。钻孔布置如图2所示 。 图2 上隅角高位钻孔布置示意图 3利用竖直花管抽放,解决工作面上隅角瓦 斯问题。竖直花管抽放就是在回风巷预埋的抽放管路增加了竖直花管,从而加强了回风巷预埋抽放管路在竖直方向的抽放力度,具体是在回风巷预埋的抽放管路上每隔20m 增加一趟沿回风巷上帮直立的周边打满Φ10mm 小孔的竖直花管如图3所示。 当第二趟竖直花管即将进入采空区时在回风 图3 上隅角预埋竖花管抽放瓦斯示意图 巷预埋的抽放支管上加挡板甩掉第一趟竖直花管,如此往复进行。 4利用移动抽放系统解决高瓦斯矿井工作面上隅角局部积聚的瓦斯。在上隅角的抽放管上用三通引出铠装管并安设控制闸门,当上隅角局部超限时,可将铠装管的吸气端移动至超限位置进行表皮抽放,解决局部超限。4 结 语 根据工作面上隅角瓦斯经常超限的实际情况,制定了分源抽放的具体方案,并在井下建立一套可移动式瓦斯抽放系统,专门用来抽放工作面上隅角瓦斯,上隅角瓦斯超限问题得到有效解决,保证了安全生产。参考文献 〔1〕 阳泉矿务局,辽宁煤炭研究所.煤矿抽放瓦斯〔M 〕.北 京煤炭工业出版社,1977. 〔2〕 王来贵,程五一.平行钻孔抽放瓦斯合理参数的研究 〔J 〕.煤炭科学技术,19972. 〔3〕 杨 东,仇海生.宝积山煤业有限公司702工作面合 理预抽参数的确定〔J 〕.辽宁工程技术大学学报,2007 11. 〔4〕 煤矿瓦斯综合治理技术手册〔M 〕.吉林吉林音像出 版社,2003. 〔5〕 宋世钊.煤矿沼气涌出〔M 〕.北京煤炭工业出版社, 1983. 〔6〕 俞启香.矿井瓦斯防治〔M 〕.徐州中国矿业大学出版 社,1992. 作者简介李志金1964-,男,大专,采矿工程师,国家注册安全工程师,现为甘肃靖远煤业集团公司宝积山煤矿副总工程师、通风灭火部部长。 收稿日期2009-12-07;责任编辑王福厚 ・ 511・问题探讨 煤矿安全 2010-07