矿井采空区瓦斯抽放.pdf

工程 技 术 S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y C o n s u lt in g H e r a ld B题图回鄹 ■ ■ ■ 訇 - 雹 _ i | I 一 矿井采空 区瓦斯抽放 高洪君 七煤集团建设矿 1 5 4 6 0 0 摘要 本文介绍了矿井采空区瓦斯存在状态及其抽放的方法。 关键 词 矿井 瓦斯 抽放 中图分类号 T D8 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 3 0 5 3 4 2 0 0 7 0 7 c 一 0 0 1 5 - 0 1 矿井瓦斯 是成煤过 程中的一种 伴生产物 ， 其 主 要 成分 是 甲烷 。它 是一 种 无 色 ．无 味 ． 无臭的气体。比空气轻， 相对密度为0 ． 5 5 4 。 为了减少和解除矿井瓦斯对煤矿安全生产 的威胁， 利用机械设备和专用管道造成的负压， 将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来， 输送到 地 面或其 他安全地 点的做法 ， 叫做 瓦斯抽放 。 1矿井瓦斯存在状态 1 游离状态 也称启 由状 态 ； 这 种瓦斯以 完全自由的气体状态存在于煤体或围岩的较 大 裂 缝 、孔 隙 或 空 洞 之 中 。 2 吸附状 态 也称结 合状态 ； 按其结合 形 式 的不同 ， 又分为吸着和 吸收二种状 态。 吸着 状态 是 瓦斯 气体分 子在 其与煤 粒 固体分 子 问 的 引力 作用下 而被 吸着 在煤 体孔 隙的 内表面 上所呈现的状态 ， 形成 ， 一层很薄的吸附层。 吸收状态是瓦斯分子进入煤体胶粒结构内部 与煤部分 子结 合而 呈现 的一种状态 ， 其 类似 气 体溶解 于液 体 的现象 。吸 附状态 存 在的瓦 斯 量 的多少 ； 取决于煤 的结构特点 ， 炭化程 度等 。 2矿井瓦斯抽放的目的和意义 1 抽 放瓦斯可 以减 少开采时 的瓦斯 涌 出 量， 从而可减少瓦斯隐患和各种瓦斯事故， 是 保证安全生产的一项预防性措施。 2 抽放瓦斯可以减少通风负担， 降低通风 费 用， 还 能够解决 通风难 以解决 的难题 。 3 煤层 中的 瓦斯 同煤炭 一样是 一种 地 下 资源 ， 抽出来送 到地面作为原 料和燃料加 以利 用， “ 变害为利” 、 “ 变废为宝” ， 可以收到节约煤 炭 ， 保护 环境的 效果和 可观的 经济效益 。 3矿井瓦斯抽放方示和分类 矿井瓦斯抽放 的方式和 方法 多种 多样 ， 一 般 有 3种 分类方法 见表 1 。矿井 瓦斯抽放 虽 然有不 同分类方法 和分为不 同种类 ， 但现场 应 用时 ， 往往是 互相结 合 ， 不能截 然分开 的 。这 里 着重论 述 回采 工 作面 采空 区瓦 斯 抽放 。 3 、 1采空区瓦斯的来源及危害 采宅区的瓦斯主要有两个来源 ； 一是未能 采出而被留在采空区的煤炭中存有一定数量 的残存瓦斯； 二是顶板和周围煤岩中的瓦斯 。 采空区积 聚的大量瓦斯 ， 往往被漏 风带人 采 煤 工作面 或 生产 巷 道 ，影响 正 常生 产 。有 时 由于 大气压 力或通风 系统 变化的影 响 ， 当工 作面 与采空 区之间的 压力平衡被破坏 ， 采空区 的 瓦斯 会大量 涌人 工作面 ， 威胁 安全生 产 ， 甚 至 酿成重 大事故 。 3 ， 2 回采工作面采空区瓦斯抽放方法 进行 回采工作面 采空 区瓦斯 抽放时 ， 应将 采 空区封 闭严 密 ， 防止 漏风 ， 然后在 回风 巷的 密闭处插管进行抽放， 也可以在回风巷每隔一 定距离 3 0 5 0 m 掘一个斜上绕行巷道作钻 场 ， 向采 空区 E方打 钻 ， 钻 孔进 入冒落带 或裂 隙带 ， 然 后将 绕 道 封 闭进 行抽 放 ，如 图 3所 示。还可以采用在回风巷预先埋置管路或在 煤层中距回风巷相近的其他巷道中向采空区 打 钻等 方 式 ， 抽放 采 空 区瓦 斯 。 3 ， 3抽放采空区瓦斯时注意事项 1 控制抽放负压， 保证瓦斯质量。由于 采空区围岩受采动影响透气性大大提高 ， 故抽 放负压不宜过大。否则， 很容易使空气进入采 空区 ， 使 抽放 瓦斯浓 度降低 和引起采空 区煤炭 自然。一般来说 ， 瓦斯浓度低于 2 0 ％时 ， 应停 止抽放 。 2 定期 检查 与测 定 ， 防 止 自然发 火 。对 有 自然发 火危险的煤 层 ， 为防止 采空区 因抽放 瓦斯而 引的 自然 发火 ， 必须定期进 行检查和 采 气分析 及测定 ， 其内容 包括密闭或 抽放管 内的 气体成分 O ， CO， C O， ， c H 、温度、负压 和流量等。当 C O或温度呈 上 升趋势时， 应控 制 低负压 抽放， 而发现发火征兆时， 必须 即 停抽 并采 取注 水注 浆 等防 消火措 施等 征兆 消 除后再 逐渐恢 复抽放 4结语 了解 矿 井 瓦 斯生 成 、性 质及 生 存 状 态 ， 研究矿 井瓦斯分 类及抽放 方法 ， 对减 少和消除 瓦斯 威胁 ， 保证 煤矿 安全生 产具有 重要 意义 。 表 l 矿 井瓦斯 抽放方 法和分类 分类 疗法 抽放 断方法 1 木煤 盹斯捧I 放 按抽放H斯的米源 分炎 2邻 近 “ { l {1 放 【 3 聚 空 t L 斯抽 放 1 浆 j讨拼蚰Z t 世I f[ 1 n “J L 2 浆t m波 t 也叫边 录边抽边 按抽放 ；苌 粕 的时 系分 茭 掘边抽J f 3 策 抽 收 t 也川 l l } ； fI I 披 1 巷道抽f『5【 j ，销扎抽放法 按施 f 1 艺分炎 L 3 巷道、钻扎洮 1扣救法 2 缺棱掉角， 可将该处松散颗粒凿除， 冲洗 充分湿润后 ， 视破损程 度用 1 2或 1 2． 5水泥 砂浆抹补齐整， 或支模用比原来高一级混凝土 捣实补好， 认真养护。 7表面不平整 7 ． 1现 象 混凝土表面凹凸不平 ， 或板厚薄不一 ， 表面 不 平 。 7 ， 2产生的原因 1 混凝土浇筑后 ， 表 面仅用铁锹拍子 ， 未用 抹子找平压光 ， 造 成表 面租糙不平 ； 2 模板未支承在坚硬土层上 ， 或支承 面不 足， 或支撑松动、泡水， 致使新浇灌混凝土早 期养护时发生不均匀下沉 ； 3 混 凝土未达到一定强度时 ， 上 人操作或 运料 ， 使表面 出现 凹陷不平或 印痕 。 7 ， 3防治措施 严格按施工规范操作， 灌筑混凝土后， 应根 据水平控制标志或弹线用抹子找平、压光， 终 凝后浇水养护； 模板应有足够的强度、 刚度和稳 定性 ， 应支在坚实地基上， 有足够的支承面积， 开防止浸水， 以保证不发生下沉； 在浇筑混凝土 时 ， 加强检查 ， 凝土强度达到 l ， 2 N／ mm 以上 ， 方可在 已浇结 构上走动。 8强度不够， 均质性差 8 ． 1现象 同批混凝土试块的抗压强度平均值低于设 计要求强度等级。 8 ． 2产生的原因 1 水泥过期 或受潮 ， 活性 降低 ； 砂 、石集 料级 配不好 ， 空隙大 ， 含泥量大 ， 杂物 多， 外加剂 使用不 当， 掺量 不准确 ； 2 混凝土配合比不当， 计量不准， 施工中随 意加水 ． 使水灰 比增大 ； 3 混凝土加料顺序颠 倒 ， 搅拌时间不够 ， 拌 合不匀 ； 4 冬期施工 ， 拆模过 或早 期受陈 ； 5 混凝土试块制作未振捣密实， 养护管理 不善 ， 或养护条件不符合要求 ， 在同条件养护 时 ，甲 ． 期脱水 或受 外 力砸 坏。 8 3防治措施 f 1 水泥应仃 出厂 合格证 ． 新鲜无结块 ， 过期 水 泥经试验 合格 用 ； 砂 、石子粒 径 、级 配 、 含泥量等应符 合要 求， 严格控制混凝士配 合比， 保证计量准确 ， 混凝土 按顺序拌制 ， 保 证搅拌 时间和拌 匀； 防 昆凝土 期受冻 ， 冬朋施 I 用 普通水泥配制混凝土 ， 强度达到 3 0 , ／0 以上 ， 矿渣 水泥配制的混凝土 ， 强度达到 4 O ％以 ￡ ， 始可遭 受冻结 ， 按施 工规范要求认真制作混凝 卜{ 尤 块 ， 并 加强 对试块 的 管理 和养护 。 2 当混凝土强度偏低， 可用非破损方法 如 回弹仪法， 超声波法 来测定结构混凝土实际强 度 ， 如仍不能满足要求 ， n J -按实 际强度 谈核结 构 的安全度 ， 采取相应加 固或补 强措 施。 科技咨询导报 Sc i e n c e a n d Te c h n o l o g y Co n s u l t i n g He r a i d 1 5