煤矿生产区域防突技术研究(1).pdf

当代化工研究 OQ Modern Chemical Research 072020 16 技术应用与研究 煤矿生产区域防突技术研究 *李明 阳泉煤业集团有限责任公司通风部山西045000 摘耍随着科学技术水平的不断提升，高效的综采工作效率稳步提升餉同时，相关领域煤矿生产区域防突技术安全的重要性关注度也越 来越为强烈，本次研究通过三位一体的整体部属、瓦斯突出危险性预测，以及相应的板抽放巷预抽煤巷条带瓦斯措施的设计参数等相关技 术手段的测算分析，最终得到了满意的防突措施效果，期待通过本次研究，为煤矿生产区域防突技术提升略尽一份绵薄之力. 关键词煤矿；生产区域；防突技术 中图分类号TD 文献标识码A Study on Outburst Prevention Technology in Coal Mine Production Area Li Min g Ven til a tio n Depa r tmen t o f Ya n gq ua n Co a l In d ustr y Gr o up Co ., Ltd ., Sh a n xi, 045000 Abstracts With the continuous improvement of the level of science and technology, the efficiency of highly efficient fiilly mechanized coal mining has steadily improved, and the importance of outburst prevention technology safety in coal production areas in related fields has become more and more intense. In this study, through the trinity overall deployment, gas outburst risk prediction, and the calculation and analysis of relevant technical means, such as the design parameters ofstrip gas measures for pre-pumping coal roadway in plate drainage roadway, the satisfactory effect of outburst prevention measures was finally obtained. It is expected that through this study, it will contribute a little to the improvement of outburst prevention technology in coal mine production area. Key words coal mine； ； production area； ； outburst prevention technology 随着我国经济发展进入新时代，能源发展也步入新阶 段，传统能源产能结构性过剩问题仍较为突出，而煤矿作为 一次性消耗能源，其结构比例一直占据在70左右，并且在 一定时期内，一直是我国的主要可支配能源，而且预估二十 年内，煤炭资源在我国的主要消费结构仍然占居首位，并且 可以持续上升至5个百分点。而煤矿生产过程中所面临的安 全问题，以及突发事件，也成为相关领域重点关注的问题。 本次研究以山西省小岭煤矿为例，结合该矿区所处的生产区 域地质条件，以及矿井生产特点，提出区域性防突技术措 施，期待本次研究能够较好的为同类型煤矿提供一些可供参 考的区域性防突技手段。 1 矿井生产区域概况 山西省小岭煤矿建于1985年，设计生产能力3. 5万t/a , 设计服务年限为60年。1990年1月该矿由地方国家煤矿，改 制为国有控股有限责任公司。小岭煤矿经过30年来的发展， 先后进行了多次技术改造，截止2017年12月底该矿总生产能 力达90万t/a。目前，小岭煤矿矿井内进行了资源整合，与 山西省多家大型煤矿合作，井田内的主要焦煤地层为古炭系 太原组，以及重叠山西组，现阶段比较稳定的可采煤层分别 为3号、4号、5号、6号。2016年经山西省矿业安全检测所出 具体鉴定报告可见，矿井目前煤层为HI类，属于不易自然 煤层，然而矿井现阶段的煤层有煤法爆炸性。另外，随着该 矿井开采深度的增加，开采能力快速扩增的同时，区域瓦斯 防突工程也已经成为严重制约小岭煤矿发展的关键，因此， 有效提出区域防突措施，对于提出矿井生产矿区内的运行能 力，有着重要的指导意义。 2.煤矿生产区域防突技术措施 ⑴区域防突的建体部署 对于煤矿生产区域内的防突工程，应该进行整体部署， 首先应该收集地质勘查记录的相关资料，以及瓦斯地质条件 的相关资料，由于小岭煤矿年代久远，所能收集的资料几乎 没有。因此，在对小岭煤矿进行防突技术布局设计的过程 中，预先部署可划分为三点，一是在不同的区段进行相应的 布点，并对相应的瓦斯参数进行收集，包括不同阶段下瓦斯 含量以及瓦斯压力参数，从而较为精准的获得瓦斯相关数 据，更好的进行防突技术措施的部署工作，使其更具合理 性。二是区域治理方案，实施预抽煤层瓦斯，而后对煤层的 瓦斯含量以及瓦斯压力进行测定与检验，对相关临界值数据 进行记录。三是进行区域内的综合性评价，最终得到的抽放 效果，从而决定采区防突措施的基本参数。 ⑵瓦斯突出危险性预测 在对煤矿生产区域内进行消突工作之前，必须先行进行 瓦斯突出危险性的预测，从而更好的达到防突措施效果。通 常对瓦斯危险性的预测，主要采用的是瓦斯解吸指标与钻屑 量检验，具体可见表1所示。 表1瓦斯解吸指标与钻屑量检验的临界值 钻屑量（ （kg/m） 瓦斯解吸指标（ （ml/g.min。“）突出危险性 M0. 5突出危险 6S,S2H L 式中①S］代表预计需要消突的煤巷上帮所须的控制长 度。②S代表代表预计需要消突发的煤巷下帮所须的控制长 度。③H则为巷道宽度。④钻孔的终孔之间距离L。所有测算 的单位均以m计。上式中上帮长度测算的倾斜煤层20m、急斜 煤层为20m、缓倾斜煤层为15m,另外，帮的前述三种倾斜煤 层分别为10m、10m、15mo 1-工作面切眼；2-底板岩巷；3-工作面回风巷；4-穿层钻 孔；5-底板岩巷；6-底板巷钻场；7-工作面进风巷；X-钻 场间距 图1钻孔布置平面示意图 1-底板巷钻场；2-穿层孔终孔；L-穿层孔终孔间距；r -钻孔 有效半径 图2底板抽放巷钻场终孔布置示意图 4消突过程中应注意的事项 ①严格控制钻孔长度。对于钻孔长度的控制必须具有依 据性，以对钻孔行数与钻场间距煤层的大小为基础，并且保 证钻机性能满足钻孔一次性到位的操作，保证钻孔的尺寸达 到标准，长度不会超出需求。②严格控制控制钻孔方向。钻 孔方向的控制与上述钻孔长度的控制基础需求一致，必须满 足上述要求，保证其方向确定准确，不会出现误差。③综合 考虑钻孔的基础因素。钻孔的基础条件满足，对于消突至关 重要，首先应该保证有效抽放半径与煤层的透气性，以及严 格控制抽放时间，其次应该考虑抽放钻孔的直径大小，以及 抽放负压等，对这些直接因素进行相关性的分析，并且能够 进行准确测算。 ⑸消突技术措施的效果检验 本次对消突措施的效验，采取的是连续时间的测算，平 均20天进行测算一次，分别以两个周期的效验散点图进行效 果对比，分别就运输巷、工作面掘进、回风巷预测效验指标 钻屑量和瓦斯解析指标，具体见表2与图3、表3与图4所示。 表2 2017年5月-6月运输巷、工作面掘进、回风巷预测效验 指标钻屑量分布 日期 2017年钻屑量 运输巷工作面掘进回风巷 5月1日4.214. 184. 2S 5月20日3. 853. 753. 72 6月1日3.443.233. 29 6月20日3.223. 153. 09 ♦运输巷 ・工作面掘进 ▲回风巷 图3 2017年5月-6月运输巷、工作面掘进、回风巷预测效验 指标钻屑量分希 表3 2017年5月-6月运输巷、工作面掘进、回风巷预测效验 瓦斯解吸效验指标分布 2017年瓦新解吸指标 日期运输巷工作面拡进回风巷 5月1日0. 320.410. 31 5月20日0.250. 320.26 6月1日0.210.270.21 6月20日0. 150.210. 15 运输卷 、回“I巻 图4 2017年5月-6月运输巷、工作面掘进、回风巷预测瓦斯 解吸效验指标分布 由图3、图4可以直观的看到，2017年运输巷、工作面掘 进、回风巷预测效验指标钻屑量和瓦斯解析指标测算的散点 图均在合格范围内，进一步表明本次所提出的消突技术措施 的有效性、可靠性、安全性、适用性等，满足煤矿生产区域 的消突需求。 3.结论 本次研究以山西省小岭煤矿为依据，对该煤矿目前生 产区域内的防突需求展开分析，并提出目前消突的主要参考 值，并在本次研究中提出底板抽放巷预抽煤巷条带瓦斯措施 的设计参数，以及在消突过程中可能出现的不利因素，进行 相关注间事项的提出，并在文中进一步对小岭煤矿生产区域 内的消突技术措施的效果检验展开系统性的测算，通过散 点图的绘制，进一步明确2017年5月-6月运输巷、工作面掘 进、回风巷预测效验指标钻屑量分布，2017年5月-6月运输 巷、工作面掘进、回风巷预测瓦斯解吸效验指标分布均在危 险预测的安全范围内，进一步表明本次所提出的消突技术措 施的有效性、可靠性、安全性、适用性等，满足煤矿生产区 域的消突需求。 【参考文献】 ［1］ 曹佐勇，王恩元，田世祥,等.石门揭煤多方位立体式预抽瓦 斯区域防突技术研究［J］.煤炭科学技术,2017, 46 1. ［2］ 曹佐勇，徐佑林,王恩元,等.井筒揭煤区域的地面瓦斯抽采 防突技术研究［J］.煤炭科学技术,2016, 45 03 73-77. 【作者简介】 李明 1977-，男，汉，本科，通风工程师，阳泉煤业集 团有限责任公司通风部；研究方向通风与安全.