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        淺談低瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)域瓦斯綜合治理

        2013-12-31 00:00:00張雙山
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2013年10期

        摘 要:近年來全國煤礦瓦斯事故發(fā)生頻繁,一些低瓦斯礦井的瓦斯異常區(qū)域也發(fā)生了較大的瓦斯事故。該文介紹了開灤東歡坨礦業(yè)分公司綜采工作面針對瓦斯異常區(qū)域,采取的有針對性的瓦斯綜合防治技術(shù)措施,控制工作面瓦斯?jié)舛却_保了瓦斯異常區(qū)域的安全生產(chǎn)。

        關(guān)鍵詞:低瓦斯礦井 瓦斯異常區(qū)域 瓦斯治理

        中圖分類號:TD712 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2013)04(a)-00-01

        眾所周知,瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中五大災(zāi)害之首。據(jù)國內(nèi)外煤礦統(tǒng)計資料表明,高瓦斯礦井發(fā)生瓦斯事故的概率不高,低瓦斯礦井發(fā)生瓦斯事故的概率卻居高不下。分析其原因,主要是在一些低瓦斯礦井中存在瓦斯異常區(qū)域,而由于日常中在安全投入、瓦斯防治教育等管理方面的不足和欠缺,導(dǎo)致瓦斯事故的發(fā)生。開灤東歡坨礦業(yè)分公司自2000年投產(chǎn)以來所開采區(qū)域煤層瓦斯涌出量較低,但隨著新區(qū)域、新水平的延伸,2010年以來瓦斯異常區(qū)域開始出現(xiàn),給礦井的瓦斯管理和公司的安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的影響。開灤東歡坨礦業(yè)公司為2000年正式移交的新型現(xiàn)代化礦井,年生產(chǎn)能力100萬t。現(xiàn)開采水平為-500 m水平、-690 m水平,主采煤層為8、9、11、12-1、12-2共5個煤層,屬中等變質(zhì)程度氣煤,結(jié)構(gòu)簡單,均為單煤層一次性開采。礦井歷年瓦斯鑒定結(jié)果均為低瓦斯礦井,2012年礦井瓦斯鑒定結(jié)果:絕對瓦斯涌出量5.49 m3/min,相對瓦斯涌出量1.04 m3/t。以我公司2089下回采工作面為例,2011年6月份開始生產(chǎn),工作面采用U型通風(fēng)方式,回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冗_到0.5%,回風(fēng)隅角瓦斯?jié)舛冗_到1%左右。隨生產(chǎn)進度加快,瓦斯涌出量日益加大。7月份該工作面瓦斯鑒定結(jié)果絕對瓦斯涌出量3.19 m3/min,占全礦井瓦斯涌出量的56.7%。

        1 瓦斯異常區(qū)域的成因分析

        1.1 斷層

        2089下工作面在風(fēng)、運道掘進過程中共揭露斷層9處,最大落差2.2 m。其中對生產(chǎn)影響較大的斷層有2089下、f251、f261,落差分別為1.2 m、2.2 m、1.2 m,受斷層煤層頂板及斷層帶及周圍巖石破碎,微孔隙、節(jié)理、裂隙發(fā)育,為瓦斯賦存提供了空間,受采動影響,瓦斯迅速外移、釋放,形成瓦斯異常區(qū)域。

        1.2 頂板及圍巖

        2089下工作面頂、底板均為粉砂巖,膠結(jié)性好,圍巖密封性好、透氣性差,有利于瓦斯的保存。

        1.3 采空區(qū)

        2089下工作面位于中央采區(qū),2089下外風(fēng)道東南方向為同煤層2089泄水巷及2089采空區(qū),2089下里風(fēng)道東南方向為同煤層2089采空區(qū),下方無采掘工程。北側(cè)為中央下段回風(fēng)上山,南側(cè)無采掘工程。工作面受采動影響小,瓦斯賦存量未受到影響。

        2 綜采工作面瓦斯治理方案研究

        2.1 合理增大大工作面風(fēng)量

        2089下綜采工作面回采初期配風(fēng)量按《2089下工作面回采作業(yè)規(guī)程》計算并按最終驗算為:按氣象條件計算

        Q采=60×70%×V采×S采×K采高×K面長

        =60×70%×1×9.34×1.2×1.1

        =517.81(m3/min)

        式中:Q采—采煤工作面需要風(fēng)量,m3/min;

        V采—采煤工作面風(fēng)速,按采煤工作面回風(fēng)流的溫度選取1 m/s;

        S采—采煤工作面的平均有效斷面積,按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算,9.34 m2;

        K采高—采煤工作面采高調(diào)整系數(shù),1.2;

        K面長—采煤工作面長度調(diào)整系數(shù),1.1;

        60 —為單位換算產(chǎn)生的系數(shù);

        70%—有效通風(fēng)斷面系數(shù);

        隨工作面回采,結(jié)合工作面瓦斯?jié)舛惹闆r,并考慮到工作面自然發(fā)火、粉塵防治和氣候溫度等綜合因素,最終確定通過風(fēng)量調(diào)節(jié),將該工作面配風(fēng)量控制在Q采=1035.62 m3/min(V取2 m/s)。通過增大風(fēng)量,有效地稀釋了工作面回風(fēng)及上隅角的瓦斯?jié)舛?;同時加強工作面粉塵防治工作,杜絕粉塵堆積。

        2.2 防止工作面上隅角瓦斯積聚措施

        為防止工作面上隅角瓦斯積聚,除在上隅角范圍內(nèi)設(shè)置導(dǎo)風(fēng)帳和增大風(fēng)量措施外,在上隅角還安設(shè)了風(fēng)水噴霧,用來直接稀釋上隅角瓦斯。風(fēng)水噴霧即利用高壓水、風(fēng)聯(lián)合作為動力,在壓力作用下形成的高壓噴霧,以達到稀釋瓦斯和減少摩擦火花產(chǎn)生的目的,使用效果較明顯。

        2.3 采用臨時瓦斯抽放泵站抽放采空區(qū)瓦斯

        在2089下風(fēng)道安裝抽放管路,管路鋪設(shè)在底板上,工作面每推進10 m,就將抽放管路斷開,隨著工作面的推采,將抽放管路埋人工作面上隅角采空區(qū)內(nèi)。抽放管路延伸到采區(qū)專用回風(fēng)巷,抽出瓦斯直接排放到專用回風(fēng)行內(nèi)。瓦斯抽放管路排放口30 m范圍內(nèi)設(shè)置柵欄和警標(biāo),嚴(yán)禁人員進入。抽放效果比較明顯,瓦斯抽放管路排放口瓦斯?jié)舛冗_到10%,經(jīng)回風(fēng)巷風(fēng)流稀釋后瓦斯?jié)舛葹?.5%,通過方案的實施,2089下工作面回風(fēng)瓦斯0.4%,工作面上隅角瓦斯0.8%。瓦斯抽放系統(tǒng)見圖1。

        3 效果評價

        我礦在采取以上綜合瓦斯防治措施后,2089下綜采工作面瓦斯基本處于可控范圍,大大減少了超限報警的次數(shù),保證了該工作面的正常生產(chǎn),治理效果相當(dāng)顯著。實施綜合治理措施前后情況對比見表1。

        4 結(jié)語

        (1)通過對2089下綜采工作面瓦斯的瓦斯成因的分析,我們了解了我礦中央采區(qū)下段的瓦斯賦存情況,為我們將要掘進和回采的其他工作面提供了可靠地依據(jù)。(2)通過對2089下綜采工作面瓦斯的綜合治理,為以后其他工作面的瓦斯治理積累了寶貴的經(jīng)驗和可靠地參考數(shù)據(jù)。(3)礦井瓦斯抽放技術(shù)在我礦首次使用并取得成功,為瓦斯抽放技術(shù)在我礦可以進一步使用提供了強有力的

        依據(jù)。

        參考文獻

        [1]左前明,程衛(wèi)民,王剛,等.低瓦斯礦井高瓦斯區(qū)域瓦斯綜合治理技術(shù)[J].工業(yè)與環(huán)保,2009,35(12):41—43.

        [2]楊京春.低瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)綜合治理技術(shù)應(yīng)用[J].山東煤炭科技,2012(1):214-215.

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