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        開采極薄煤層采煤工作面的通風(fēng)與安全管理

        2014-12-23 08:23:48李慶軍
        科技視界 2014年31期
        關(guān)鍵詞:平巷安全員區(qū)段

        李 偉 李慶軍

        (1.遠(yuǎn)安縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局,湖北 遠(yuǎn)安 442000;2.宜昌國泰注安科技有限公司,湖北 宜昌 443000)

        0 引言

        極薄煤層開采(一般煤厚0.3-0.4 米采高小于0.6 米)因受采高限制,無法采用正規(guī)采煤方法開采,屬落后產(chǎn)能,是國家產(chǎn)業(yè)政策淘汰的對象。由于我國南方各省缺煤,加上運(yùn)輸能力的限制,北方的煤炭不能完全滿足南方的需求,同時(shí),南方極薄煤層薄,瓦斯賦存少,發(fā)生較大以上事故的幾率低,因此在南方極薄煤層的開采時(shí)間超過了近半個(gè)世紀(jì),直到現(xiàn)在因多種原因仍不能完全退出煤炭生產(chǎn)。在開采極薄煤層的過程中,如果通風(fēng)、安全管理不到位,極易發(fā)生中毒窒息事故、瓦斯爆炸事故、頂板事故。因此,開采極薄煤層必須在開采方法、通風(fēng)、安全管理等方面作一些規(guī)范,以防范事故發(fā)生。

        1 防范措施

        1.1 采煤工作面的布置與開采(見下圖)

        圖1 采煤工作面平面圖

        圖2 采煤工作面剖面圖

        完成采區(qū)區(qū)段運(yùn)輸平巷、回風(fēng)平巷的掘進(jìn)后,在采區(qū)邊界布置一條通風(fēng)行人聯(lián)絡(luò)巷,連接區(qū)段運(yùn)輸風(fēng)平巷與回風(fēng)平巷,然后在距聯(lián)絡(luò)巷不大于5 米的地方開始向外布置采煤切眼,切眼之間的距離應(yīng)不大于10 米,方便通過向切眼兩邊推進(jìn)采煤;切眼與切眼之間相互連通,利于實(shí)現(xiàn)全負(fù)壓通風(fēng)和形成兩個(gè)安全出口;采煤推進(jìn)方向由里向外由下至上依次超前推進(jìn),以保障不會發(fā)生因推進(jìn)進(jìn)度不一,造成通風(fēng)不良而導(dǎo)致瓦斯局部超量集聚;在通風(fēng)行人聯(lián)絡(luò)巷下部設(shè)置臨時(shí)風(fēng)障,讓新鮮風(fēng)經(jīng)過所有切眼、當(dāng)頭、通風(fēng)行人聯(lián)絡(luò)巷最后到區(qū)段回風(fēng)平巷,避免切眼與切眼之間純粹的串聯(lián)通以及風(fēng)流直接經(jīng)通風(fēng)行人聯(lián)絡(luò)到回風(fēng)平巷造成風(fēng)流短路;每個(gè)切眼由2 人作業(yè),避免單人作業(yè);爆破使用水炮泥封口,爆破時(shí)水炮泥產(chǎn)生的水霧可以降解爆破產(chǎn)生的粉塵、炮煙。

        1.2 切眼個(gè)數(shù)確定

        工作面切眼的個(gè)數(shù)多少,直接影響工作面通風(fēng)安全,過多則風(fēng)量不足,過少則影響經(jīng)濟(jì)效益。以遠(yuǎn)安縣李家崗煤礦為例,根據(jù)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ1056-2008 進(jìn)行計(jì)算。區(qū)段運(yùn)輸平巷進(jìn)風(fēng)量300m3/min,工作面溫度22℃,工作面單個(gè)切眼控制范圍瓦斯絕對涌出量取0.10m3/min(實(shí)際測定)。

        (1)按工作面氣象條件計(jì)算

        式中:N——工作面切眼數(shù)

        Q——運(yùn)輸平巷進(jìn)風(fēng)量

        60——單位換算系數(shù)

        70%——有效通風(fēng)斷面系數(shù)

        V——工作面風(fēng)速

        S——工作面平均有效斷面

        Kch——工作面采高調(diào)整系數(shù)

        Kcl——工作面長度調(diào)整系數(shù)

        (2)按工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算

        N=Q/4K=300/4·1.15=65(個(gè))

        式中:N——工作面切眼數(shù)

        Q——運(yùn)輸平巷進(jìn)風(fēng)量

        4——工人每分鐘需風(fēng)量

        K——通風(fēng)系數(shù)

        (3)按采煤工作面瓦斯涌出量計(jì)算

        N=Q/100q采kch4=300/100·0.1·1.8=16.7(個(gè))

        式中:N——工作面切眼數(shù)

        Q——運(yùn)輸平巷進(jìn)風(fēng)量

        q采——單個(gè)切眼控制范圍瓦斯絕對涌出量

        kch4——瓦斯涌出不均衡系數(shù)

        (4)按使用炸藥量計(jì)算

        N=Q/25A=300/25·2.7=4.4(個(gè))

        式中:N——工作面允許一次爆破切眼數(shù)

        Q——運(yùn)輸平巷進(jìn)風(fēng)量

        A——單個(gè)切眼控制范一次使用最大炸藥量kg

        根據(jù)以上計(jì)算,李家崗煤礦在區(qū)段運(yùn)輸平項(xiàng)進(jìn)風(fēng)量為300m3/min,工作面溫度22℃,工作面單個(gè)切眼控制范圍瓦斯絕對涌出量取0.10m3/min,單個(gè)切眼控制范圍一次爆破使用炸藥量為2.7kg 的條件下,最多只能布置15 個(gè)切眼同時(shí)工作,并且一次最多只允許4 個(gè)切眼同時(shí)放炮。在其他條件下,工作面允許同時(shí)工作的切眼個(gè)數(shù)由企業(yè)根據(jù)實(shí)際,按煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ1056-2008 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算后綜合確定,但必須保證工作面風(fēng)量足夠,瓦斯不超限,炮煙能及時(shí)排除。

        1.3 切眼、采煤面當(dāng)頭的支護(hù)及采空區(qū)處理

        由于煤層過薄,工作面頂板壓力不會很大,切眼頂幫及采煤面當(dāng)頭可以按1 米1 對點(diǎn)柱進(jìn)行支護(hù),頂板不完整的,點(diǎn)柱上加橫梁;回采過程中產(chǎn)生大量的廢石基本可以填滿采空區(qū),這些廢石砌在切眼兩旁可以起到加強(qiáng)支護(hù)的作用,因此采空區(qū)不需另作處理。

        1.4 現(xiàn)場安全管理

        由于切眼個(gè)數(shù)多,單個(gè)切眼的人數(shù)少,人員比較分散,又因采高不方便操作,工人圖省事可能支護(hù)不到位,因此極薄煤層開采現(xiàn)場管理尤為重要。首先管片安全員必須提前到工作面所有切眼檢查瓦斯及支護(hù)情況,處理完所有隱患后才能讓工人上工作面作業(yè),其次作業(yè)過程中安全員還必須巡回檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理隱患,再次帶班礦長要加強(qiáng)對安全員的監(jiān)督檢查。在工作面切眼向上推進(jìn)過程中,安全員要隨時(shí)控制推進(jìn)進(jìn)度,防止因推進(jìn)進(jìn)度不一致造成瓦斯積聚。

        2 結(jié)束語

        本文基于對極薄煤層開采過程中的通風(fēng)與安全管理研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)前國家相關(guān)規(guī)范,指出目前極薄煤層開采過程中極易出現(xiàn)的問題與不足,并相應(yīng)提出了解決對策。但極薄煤層的開采在我國因分布不廣,又屬落后產(chǎn)能,如何保障其安全生產(chǎn),還需業(yè)界人士共同努力。

        [1]新編煤礦礦井設(shè)計(jì)手冊[M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版杜,2009.

        [2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[M].2011.

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