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        保護(hù)層開(kāi)采瓦斯防治技術(shù)在十一礦的應(yīng)用

        2013-08-15 00:48:29范勝偉
        河南科技 2013年17期
        關(guān)鍵詞:上隅角鉆場(chǎng)保護(hù)層

        范勝偉

        (平煤股份十一礦,河南 平頂山 467000)

        平煤股份十一礦位于中原名剎香山寺下,距平頂山新城區(qū)3km,始建于1972年8月,1979年簡(jiǎn)易投產(chǎn)。1995年至今先后進(jìn)行兩次改擴(kuò)建,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力從60萬(wàn)t攀升到300萬(wàn)t。2012年計(jì)劃生產(chǎn)原煤3Mt。2010年4月經(jīng)河南理工大學(xué)鑒定,己16-17煤層為突出煤層,礦井為突出礦井。

        1 情況概述

        平煤股份十一礦己15煤層位于山西組己煤段中下部,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,局部見(jiàn)一層夾矸,屬局部大面積可采的不穩(wěn)定型薄煤層。己15煤層煤厚為0.07~4.37m,平均1.1m。直接頂為灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾細(xì)紗巖,平均厚度2.5m,老頂為K14砂巖,平均厚度5.0m;直接底為暗灰色至深灰色砂質(zhì)泥巖和泥巖,平均厚度0.5m,局部出現(xiàn)炭質(zhì)泥巖偽底。根據(jù)勘探鉆孔和工程揭露資料,己二采區(qū)己16-17煤層賦存較穩(wěn)定,但煤厚變化也較大。東翼己16-17煤層厚度在5.05~9.68m之間,平均厚度6.60m,部分地區(qū)有夾矸,夾矸厚度0.34~0.87m(夾矸厚度大于0.6m的僅有1個(gè)鉆孔),煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。己15與己16-17煤層之間的層間距9~16m,平均12m。通過(guò)對(duì)瓦斯涌出量檢測(cè)計(jì)算,己15煤層巷道掘進(jìn)期間瓦斯涌出量,小于2.0m3/min。選擇己15煤層作為己16-17煤層的保護(hù)層優(yōu)先開(kāi)采,對(duì)于保證己16-17煤層的安全高效開(kāi)采、提高資源回收率具有重要作用。

        2 開(kāi)采工藝的技術(shù)運(yùn)用

        2.1 液壓支架

        采用單一走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法,綜合機(jī)械化采煤工藝,全部陷落法管理頂板。液壓支架采用ZY4000-12/25型液壓支架,采用MG250/601型采煤機(jī)落煤。支護(hù)質(zhì)量及頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。支架要排成一條直線(xiàn),其偏差不得超過(guò)±50mm,中心距按照規(guī)定,偏差不超過(guò)±100mm。支架頂梁與頂板平行支設(shè),其最大仰俯角<7°。相鄰支架間不能有明顯的錯(cuò)差(不超過(guò)頂梁側(cè)護(hù)板高的2/3),支架不擠、不咬,架間空隙<200mm。支架明柱外露長(zhǎng)度保持在200mm~600mm,杜絕死架、超高。

        2.2 煤壁機(jī)道

        端面距不超過(guò)340mm。生產(chǎn)過(guò)程中,如果瓦斯涌出量大,需加大通風(fēng)斷面,可在機(jī)頭或機(jī)尾處割出扇形面,以利于通風(fēng),扇形面如遇到頂板破碎時(shí),必須在煤壁側(cè)用大板或圓木配合單體柱架設(shè)臨時(shí)棚子,加強(qiáng)頂板控制,以防頂板冒漏。

        2.3 高位鉆場(chǎng)抽放方法

        風(fēng)巷每70m做一高位鉆場(chǎng),鉆場(chǎng)布置10個(gè)鉆孔,鉆孔直徑選擇75mm,孔深80~100m,終孔位置必須在采面回采后的老空裂隙帶內(nèi)。其中,鉆孔的封孔方法使用人工法和壓注法相結(jié)合,封孔材料采用水泥沙漿充填和化學(xué)固孔劑兩種。高位孔封孔采用2寸套管封孔長(zhǎng)度30~40m。高位鉆孔抽采濃度最高可達(dá)40%,有效降低了工作面生產(chǎn)期間的瓦斯?jié)舛?。高位鉆場(chǎng)抽放泵設(shè)置在井下己二采區(qū)東翼抽放峒室,泵型號(hào)為2BEC-42型,額定抽氣量為150m3/min。

        2.4 采空區(qū)及上隅角抽放方法

        采空區(qū)采用埋管抽采方式進(jìn)行抽采,既可以抽采采空區(qū)的瓦斯,又可防止上隅角瓦斯超限。埋管抽采采空區(qū)瓦斯的具體方法是,在回采工作面回風(fēng)巷內(nèi)鋪設(shè)大直徑管道(如輕質(zhì)菱鎂管),作為采空區(qū)瓦斯抽采的預(yù)埋管路,管路每隔一定距離按一個(gè)具有組合閥門(mén)的三通管件作為抽采采空區(qū)瓦斯的吸氣口。隨著工作面的推進(jìn),管路上的吸氣口入采空區(qū)內(nèi)最佳抽放位置(工作面后30~60m的范圍內(nèi)),吸氣口組合閥門(mén)打開(kāi),通過(guò)此口抽采采空區(qū)瓦斯。上隅角抽放管末端(進(jìn)氣端)插入上隅角擋風(fēng)墻以里400mm長(zhǎng),并貼頂板吊掛;擋風(fēng)墻與抽放管結(jié)合處上封下堵,末架與風(fēng)巷上幫間隙封嚴(yán)。采空區(qū)上隅角抽放泵由地面抽放系統(tǒng)抽放,泵的型號(hào)為CBF-710型,額定抽氣量為450m3/min。

        3 保護(hù)層開(kāi)采瓦斯安全技術(shù)措施

        3.1 建立嚴(yán)格的管理機(jī)制

        堅(jiān)持先抽后采、以風(fēng)定產(chǎn)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控;合理組織生產(chǎn),嚴(yán)禁超通風(fēng)能力進(jìn)行生產(chǎn)。嚴(yán)格按照措施執(zhí)行,由隊(duì)管干部、瓦斯檢查工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查,認(rèn)真把關(guān),做好上隅角瓦斯治理工作。嚴(yán)格按“一通三防”專(zhuān)職人員分工,落實(shí)崗位責(zé)任制。嚴(yán)格落實(shí)己15-22110采面瓦斯抽采規(guī)定,加強(qiáng)上隅角及平位鉆場(chǎng)瓦斯抽采管理工作。

        3.2 技術(shù)提升的重要手段

        采面上、下隅角吊掛長(zhǎng)度不小于20m的擋風(fēng)簾,下隅角擋風(fēng)簾前段緊貼機(jī)巷下幫,向外拐不小于0.5m。擋風(fēng)簾上接頂板,下接底板,確保擋風(fēng)效果。上、下隅角必須打封堵墻,用編織袋裝碎煤進(jìn)行封堵,每推進(jìn)1.2m施工一道擋風(fēng)墻。此外,還要注意更多的技術(shù)處理,各特殊工種攜帶便攜式瓦斯檢查儀,所有人員佩戴隔離式自救器。采面設(shè)置固定瓦斯檢查工,認(rèn)真落實(shí)措施,瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.5%,自動(dòng)切斷施工電源,停止工作。

        3.3 取得的效果

        己15煤保護(hù)層工作面回采期間,瓦斯大部分來(lái)自被保護(hù)層,采面絕對(duì)瓦斯涌出量最大22.3m3/min,為確保該工作面的安全生產(chǎn),在該工作面采取了平位鉆場(chǎng)、淺孔注水排放加上下口封堵的綜合瓦斯治理措施;在回采期間,回風(fēng)流中甲烷濃度控制在0.5%以?xún)?nèi),杜絕瓦斯超限事故,確保了工作面安全回采。

        4 結(jié)語(yǔ)

        (1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果,在被保護(hù)區(qū)域內(nèi),己16-17煤層殘余瓦斯壓力為0.08~0.32MPa,在未被保護(hù)區(qū)域內(nèi),己16-17煤層瓦斯壓力為0.25~0.89MPa,己15煤層可以作為己16-17煤層的保護(hù)層開(kāi)采,區(qū)域防突措施執(zhí)行有效。

        (2)被保護(hù)層在掘進(jìn)、回采過(guò)程中,要執(zhí)行區(qū)域驗(yàn)證、安全防護(hù)等確保安全生產(chǎn)。

        (3)被保護(hù)層工作面瓦斯綜合防治的安全實(shí)施,為下一步本單位和兄弟單位保護(hù)層安全回采積累了經(jīng)驗(yàn),有很好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

        [1]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2009

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