上隅角瓦斯抽放试验总结.doc

张集煤矿9444工作面上隅角瓦斯抽放试验总结 一、瓦斯抽放试验工作面概况 9444工作面位于我矿-700m 水平东二下山采区，上段为9614工作面采空区，西部为煤层变薄区，工作面标高为-687～-765m 。工作面走向长平均945m ，倾斜长平均120m ，所采煤层为9-2煤，煤层平均厚2.72m ，倾角平均26。煤层直接顶厚度1.97m ，粉砂岩，老顶厚8.3m ，中粒细砂岩，老底厚4.72m ，灰黑色粉砂岩。 工作面采用走向长壁采煤法，试验期间工作面走向长度150m ，工作面长度100m ，高档普采，单体液压支柱与金属铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。 工作面采用“U ”型通风方式，供风量750m 3/min。工作面刚开始回采时，回风流瓦斯浓度为0.3，放炮后可达0.5。工作面自开切眼推进100m 后，其上隅角瓦斯浓度在3左右，采取抽放措施前，采用了挂风障和使用11KW 风机处理上隅角瓦斯措施，但仍有小范围的瓦斯超限。 二、抽放方案确定 从我矿工作面瓦斯涌出量来看，9444工作面上隅角瓦斯多来源于采空区，属顶、底板冒落，卸压，上区段煤线及残煤的瓦斯涌出，其规律受顶、底板岩性，煤质和瓦斯含量所制约，因此宜于采用井下移动式抽放泵站对工作面上隅角瓦斯进行局部抽放，利用插管抽放瓦斯的方法，直接抽取高瓦斯地点的瓦斯。 根据其它矿区工作面上隅角瓦斯抽放的经验，结合本矿的实际情况，计算确定采用抚顺分院生产的YD-IV 型移动式抽放泵站，抽放管路利用6寸无缝钢管，其抽放布置如图1所示。 –1– 三、9444工作面上隅角瓦斯抽放试验情况 YD-IV 型移动式瓦斯抽放泵站于9月29日运到我矿，在地面进行了安装调试，正常后于10月13日由机电科组织下井，10月14日安装抽放泵站的供水、供电系统，10月15～18日进行泵站系统安装调试。由于抽放管路是以前的排水管路，管内含许多铁锈等杂物，再加上管路里面存有积水，造成泵流量不稳，负压增大。经19、20日两天全面清理及加装放水器，系统工作基本正常。10月21日早班，开始正式试运行，并对抽放系统进行了测试，主要测试参数有抽放期间9444面上隅角瓦斯浓度，抽放管路排放口的瓦斯浓度，排放口周围1m 范围巷道内的瓦斯浓度及抽放泵的流量等参数。10月25日～10月28日进行因排水系统改造，泵站没能正常运转。10月29日以后我们用四周钻眼的四寸弹簧管代替扩散器、倾斜挂布障等方法对采空区进行抽放，工作面上隅角瓦斯浓度在2左右，最高达到4.6，大大超过了集团公司规定小于0.8的要求。为保证瓦斯抽放试验期间工作面安全，在工作面生产时，沿工作面走向挂风障，瓦斯浓度降至0.8以下。由于抽放试验期间效果不明显，11月5日矿总工程师组织有关人员赴淮北矿业集团桃园矿调研，了解该矿工作面上隅角瓦斯抽放的经验，据了解，该矿工作面上隅角采用采空区埋管12-16m 进行抽放，用该方法在我矿进行了试验，效果仍不明显。 用井下移动泵站处理工作面上隅角瓦斯在我矿尚属首次，无成熟经验可供借鉴，在一个月的抽放试验期间，我们一边试验，一边摸索，为找到适合我矿工作面上隅角抽放的最佳方法，我们 对工作面上隅角瓦斯抽放先后采用了五种不同的方法，具体情况如下 –2– 1、将抽放管各吸入口均放在切顶线以内。 在抽放管路末端的4寸弹簧管出口接一个由4寸钢管带9个分支的扩散器，分支为6分钢管，分支出口接1寸胶皮软管，软 管均放在切顶线以内距顶、帮各0.2m 处（图1），使用这种方法进行抽放测定的抽放参数如表1所示。 –3– 将扩散器分支上的3-4根胶管出口放在切顶线以外1m 处，其余放在切顶线以内距顶、帮各0.2m 处进行抽放（图2），实测数据如表2所示。 –4– 将4寸弹簧管末端0.8m 范围内四周钻孔，弹簧管出口放在切顶线外1m 处进行抽放（图3），实测数据如表3所示。 11月2日实测数据 表3 4、沿切顶线挂风帘 在第三种抽放方法的基础上，工作面自上隅角往下沿切顶线挂5m 风障进行抽放，实测数据如表4所示。 5、采空区埋管抽放 根据从淮北矿业集团桃园煤矿瓦斯抽放的经验，在弹簧软管 –5– 末端分别接两根前端带弯头的二寸钢管，钢管四周钻眼，钢管弯 头立，伸入老塘空顶区4-10m 进行抽放（图4）, 实测数据见 附表。 抽放管伸入采空区的最佳距离为5～10m ，其次为上隅角抽放与挂布帘相结合，其它方法效果较差。 四、上隅角瓦斯抽放效果分析 在9444回采工作面上隅角瓦斯抽放的整个过程中，由测量数据（附表）可以看出，上隅角瓦斯浓度的变化可分为三个阶段 刚开始抽放时，上隅角瓦斯浓度有所下降，但过了几天后，特别 –6– 是10月22日后，瓦斯浓度不降反升，一般维持在1-2之间，最高竟达3 以上，到11月6日后，瓦斯浓度又有所下降。 出现以上结果的原因有以下几个方面 1、9444工作面回采已接近尾声，泵站安装抽放时，工作面距停采线仅有150m 左右，后面是采空区，由于丢煤及临近层等周围区域的瓦斯涌向采空区，实际上采空区已形成了一个庞大的“瓦斯库”。上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域内瓦斯形成紊流状态与空气充分混合，由抽放管路抽走，这可以避免因工作面风流达不到上隅角及漏风使采空区瓦斯向上隅角涌出而造成的瓦斯超限。在泵站刚开始运转时，上隅角瓦斯很快就被抽走。表现为泵站一开，上隅角瓦斯浓度迅速地降下来；但泵站开动后，由于在上隅角造成负压区，势必会加快采空区内瓦斯向外涌出，虽然涌出的瓦斯可以被抽走，但短时间内，由于采空区积存的瓦斯大量涌出，如果泵站的抽放能力不能将涌出的瓦斯全部抽走，必然会造成上隅角瓦斯浓度升高，这就是为什么抽放几天后上隅角瓦斯不降反升，时常超限的原因。经过一定时间的连续抽放后，随着采空区瓦斯的大量涌出，其积存的瓦斯也会逐渐减少，涌向上隅角的瓦斯自然会逐渐减少，上隅角瓦斯浓度会慢慢降下来，当然这一过程可能需要几十天甚至更长时间，取决于采空区积聚瓦斯的多少。 2、泵站抽放能力小也是造成上隅角瓦斯浓度降不下来的一个重要原因。上面提过，只有采空区涌出的瓦斯全部被抽走，才能起到降低上隅角瓦斯浓度的目的。由于9444面已接近尾声，采空区面积大，时间长，积存瓦斯多，再加上该面为高档普采面， 单体液压支柱支护，采空区属于开放型的，工作面风流会大量涌 –7– 向采空区，将瓦斯带向上隅角，而瓦斯泵的抽放量在试验期间达到11～15m 3/min，满足不了带走所有涌出瓦斯的要求，必然会使上隅角瓦斯浓度升高。 3、采空区瓦斯涌出是一个连续的过程，这就要求上隅角瓦斯抽放也应不间断进行，但从试验期间的抽放情况看，泵站工作时断时续，造成工作面上隅角瓦斯浓度起伏变化较大。以测定的数据看，一旦停泵几小时后再开，上隅角瓦斯浓度就会上升，而连续抽放几天后，浓度又有所下降，这说明只有坚持不懈地抽放，其处理上隅角瓦斯的效果才会更明显。 五、在抽放试验期间泵站存在问题 1、电机过热，抽放泵启动半小时后，电机散热片的温度在40左右，比一般电机温度高得多； 2、瓦斯探头的性能不稳定，10月7日瓦斯泵站在地面调试过程中，出现了瓦斯探头无故报警，泵站不能启动，10月15日处理结束，11月3日又出现了瓦斯探头受潮，泵站不能启动，由于探头无配件，被迫将2线与9线联接起来启动，瓦斯探头至今没有处理好； 3、供水设置难以控制，供水大，排放口出水太多，供水小，容易停泵，尤其是2线与9线联接后，即甩掉瓦斯、水、电保护后，控制供水显得更加重要。 4、抽放管路过滤装置不完善，抽放时用铁筛网代替，一旦铁筛网损坏，不易被发现。11月14日夜班发现泵站流量变小，经检查铁筛网已损坏，泵体叶片可能被打坏，致使泵站不能正常运行。 通风工区 一九九九年十二月三十日 –8–