大气压力对综放面瓦斯涌出的影响及对策.pdf

技术经验 文章编号““ ’ （““） “* ““ “ 大气压力对综放面瓦斯涌出的影响及对策 张伯杰， 栗荣良， 石红军， 孔宪德 （辽宁天宝能源股份有限公司， 辽宁 抚顺 ““） 摘要通过对抚顺矿区大气压力观测数据进行的分析， 阐述了大气压力变化对综放面瓦斯涌 出量的影响与规律， 提出了防止因大气压力变化而造成瓦斯事故的对策。 关键词气压； 瓦斯； 影响； 对策 中图分类号,-./0文献标识码1 抚顺地区大气压力变化情况 /一年之内大气压力变化规律 为了弄清抚顺矿区大气压力的变化规律， 我 们观测并绘制了 ** 2 “““ 年大气压力变化曲 线。从中可以看出每年的 、 月份气压最高， 达 “/’ 345； 随着气候的变暖， 大气压力逐渐降低， 到夏季最小值达到 */* 345； 进入秋季气候逐渐 变冷， 大气压力逐渐升高。说明大气压力升降变 化与空气温度的高低变化成反比例关系。近几年 大气压力的变化趋势大体是一致的 即冬季气压 高， 夏季气压低。 /一天之内大气压力变化 通过对大量观测数据的统计分析， 发现一天 之内大气压力最低值是每天上午 ““ 2 ““ （因 为太阳光照使地表气温上升） ， 而最高值是凌晨 ““ 2 ’ ““ 左右 （由于受地表温度下降的影响） 。 平均大气压差值在 “/- 345 左右。 大气压力变化与瓦斯涌出量的关系 /一年之内瓦斯涌出规律 近几年来， 我们对 ’*““ 6、 -*““ 和 00““ 等综放工作面瓦斯涌出量与大气压力变化 的关系进行了统计分析。现以 ’*““ 6 综放工 作面为例 ， 可以看出大气压力变化对综放面瓦斯 涌出量的直接影响 （见图 ） 进入春季以后， 气压 迅速降低， 综放工作面瓦斯涌出量迅速增大， 且波 动较大； 夏季大气压力最低 （为 */* 345） 且较平 衡， 而涌出瓦斯量最大 （平均 / 7879， 最高 达 ’/ 7879） ； 进入秋季以后大气压力逐渐升 高， 瓦斯涌出量逐渐减少 （为 /-0 7879） ； 冬季 大气压力最高 （为 “/’ 345） ， 瓦斯涌出量减到 最小 （仅为 ’/’* 7879） 。 从所周知， 煤中的吸附瓦斯量随瓦斯压力提 高而增大， 当瓦斯压力降低时， 瓦斯吸附层从煤的 微孔表面上蒸发， 称之为瓦斯解吸。瓦斯解吸是 个吸热过程。由于春季大气压力降低、 空气温度 升高， 煤体中瓦斯分子运动加剧， 大量吸附瓦斯解 吸而变为游离瓦斯， 瓦斯释放与解吸速度加快， 采 空区内瓦斯体积速度膨胀， 使综放工作面瓦斯涌 出量增大。显然， 采空区容积和大气压力变化的 第 卷第 * 期煤 矿 安 全““ 年 * 月 万方数据 幅度越大， 综放工作面瓦斯涌出量的变化就越大。 所以春季大气压力变化比较大， 从而导致瓦斯涌 出量也随之发生较大变化。也是我们治理瓦斯和 防治煤炭自然发火的主要季节。 春季大气压力变化频繁、 瓦斯涌出变化异常， 对瓦斯抽放管理造成很大困难， 有时严重影响矿 井安全生产。因为抽放瓦斯负压稍大， 容易造成 尾巷或采空区严重漏风， 致使抽放瓦斯浓度较低， 甚至导致尾巷或采空区煤炭自然发火； 反之， 若抽 放瓦斯负压小或抽放不及时， 又容易造成综放面 瓦斯超限， 影响综放面安全生产。 “一天之内瓦斯涌出规律 通过连续数天对 ’和 ’ 综 放面瓦斯涌出量与气压变化关系的观测分析， 采 面瓦斯涌出变化的一般规律是 每天的 * 瓦斯涌出量最大， 而 * 瓦斯涌出 量最小。当气压变化幅度较大时， 瓦斯涌出量增 大； 反之， 瓦斯涌出量变化也不大。 另外， 大气压力变化对风流瓦斯含量的影响 较为明显。测试表明， 气压下降 “ ,-. （变化幅 度’ “ /01） ， 采面回风瓦斯浓度增加 2“ 1 * “1 （见表 ） 。 表 大气压力对瓦斯浓度影响的关系 采面名称项目 时间 月 日 变化值变化幅度 3 1 ’ 大气压力3,-.“ “’ “’ “/0 回风瓦斯3 1“ “/4 “4 “ ’ 大气压力3,-.“ “’ “’ “/0 回风瓦斯3 1“2 “04 “4 2“ 这是因为当大气压力降低时， 采空区内气体 （主要 是瓦斯） 压力相对增高， 体积膨胀， 致使部分高浓 度瓦斯涌向工作面而导致风流瓦斯浓度上升。如 把采空区内的瓦斯看作温度基本不变的气体， 根 据气态方程 “ 5 “ ， 当大气压由 下降到 时， 即 5 ’ ， 则瓦斯体积由 “ 增加到 “， 即“ 5 “’ “； 显然， 大气压力下降 越大， 由采空区涌出的瓦斯量“ 也就越大。 如果不及时增加采面风量或调整瓦斯抽放强度， 就会造成风流瓦斯超限甚至威胁矿井安全生产。 /对策 （） 及时调整采面风量和瓦斯抽放强度。根据不 同季节大气压力变化的一般规律和每天观测的大 气压力变化状况， 并以风流瓦斯浓度符合 规程 规定为原则， 及时增减采面风量或调整采空区的 抽放瓦斯负压、 流量及瓦斯浓度。 （） 合理安排生产工序。每天在大气压力较 低时， 安排设备检修， 大气压力较高时安排生产。 （/） 用通风方法处理瓦斯。根据季节气压变 化， 开、 停矿井两翼大、 小主要通风机， 用来调整矿 井总风量。 （） 完善瓦斯管理手段， 合理调控抽放系统。 根据大气压力变化和综放面瓦斯涌出变化的一般 规律， 除了井下有些工作或工程项目， 应尽量避开 瓦斯涌出量较大的时间内施工之外， 还应加强现 场瓦斯检查与管理， 建立一套较为完善、 严密的瓦 斯治理系统。另外， 还必须针对大气压力变化及 综放面瓦斯涌出的特点， 合理调控井下瓦斯抽放 系统， 使采面瓦斯管理始终处于最佳状态。瓦斯 抽放调控的一般原则和要求是“掌握大气压力 的变化和气象信息； 掌握综放面瓦斯涌出 （包括 风流瓦斯及抽放瓦斯） 的情况； 掌握气体化验单 中的 6、 76、 78等含量及变化情况；掌握瓦斯 抽放泵站的抽放参数； 了解综放面的生产强度 和地质情况； ’严防因抽放强度过大而引起采空 区发火。 作者简介张伯杰 （020 ’ ） ， 男， 02 年毕业于抚顺 矿务局工学院， 现任虎台煤业分公司保安区工程师。 （收稿日期 ’ 2 ’ ； 责任编辑 齐秀昆） 技术经验 第 // 卷第 期煤 矿 安 全 年 月 万方数据