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        淺談綜采工作面上隅角瓦斯治理

        2017-08-01 11:39:56劉德強(qiáng)
        科學(xué)與財富 2017年14期
        關(guān)鍵詞:綜采工作面上隅角治理

        劉德強(qiáng)

        摘 要:礦井綜合機(jī)械化回采工作面的順利進(jìn)行,對安全生產(chǎn)有著很高的要求,綜采工作面在進(jìn)行過程中,上隅角極易因瓦斯聚集而產(chǎn)生危險,這將對工作的安全和效率帶來了很大的威脅。本文將對綜采工作面進(jìn)行過程當(dāng)中上隅角的瓦斯積聚現(xiàn)象和積聚成因進(jìn)行探討,希望能夠通過合理的分析,找到解決上隅角瓦斯積聚問題的有效方法,從而確保綜采工作面的安全進(jìn)行。

        關(guān)鍵詞:綜采工作面;上隅角;瓦斯積聚;治理

        隨著近年來科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)機(jī)械設(shè)備的不斷發(fā)展,我國對煤炭礦井開采工作也越來越深入,礦井綜合機(jī)械化回采工作面的工作強(qiáng)度也不斷加大。而這些工作的深入進(jìn)行,也導(dǎo)致了煤炭礦井的采空區(qū)越來越大,因此常常造成工作面上隅角的瓦斯由于漏風(fēng)而大量積聚。傳統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)的通風(fēng)系統(tǒng),并不能減少瓦斯的積聚,因而,必須引入新的工程結(jié)構(gòu)和新的技術(shù)手段。以避免因瓦斯積聚而引起的采集工作效率降低,甚至對煤礦工作人員的生命安全帶來威脅。

        1 引起綜采工作面上隅角瓦斯積聚的原因

        1.1 風(fēng)流

        風(fēng)流是造成綜采工作面瓦斯異常積聚的一個重要原因。采煤工作面對的通風(fēng)方法有U型、Z型、Y型、W型等多種。我國通常采用的是U型的方式。U型工作面中,采空區(qū)瓦斯?jié)舛仍谏嫌缃翘幾畲?。從風(fēng)流方面來看,由于綜采工作面上隅角風(fēng)的流速較小,有時會形成風(fēng)渦流。而由于風(fēng)渦流的存在,綜采面上隅角的風(fēng)流受到影響,無法正常工作,對應(yīng)及時處理的瓦斯不能合理處理,是瓦斯留在工作面上,而風(fēng)渦流又經(jīng)常把瓦斯帶入到綜采工作面的上隅角部分,時間一長,就造成了上隅角部分的瓦斯大量積聚。若工作面上隅角出現(xiàn)滯后回柱,切頂排面上也可能會形成瓦斯積聚,就更容易形成因瓦斯積聚量過大而導(dǎo)致的危險。

        1.2 壓力差

        綜采工作面上隅角兩面的壓力差,也是造成瓦斯的積聚的一個重要原因。巷道風(fēng)流中,存在這靜壓、位壓和動壓,三種壓力的總和,叫做全壓。全壓差將決定巷道中風(fēng)的流速和流向。上隅角兩面的位壓和靜壓相同,風(fēng)速的差別將導(dǎo)致采煤工作面上隅角處出現(xiàn)風(fēng)流速減慢,而上隅角兩面的風(fēng)速差降低,風(fēng)流就會出現(xiàn)紊流,進(jìn)而出現(xiàn)嚴(yán)重的耗能現(xiàn)象。

        1.3 漏風(fēng)

        礦井井下通風(fēng)設(shè)施不嚴(yán)密、礦井采空區(qū)沒有及時封閉或巷道煤柱被破壞等,都會導(dǎo)致采空區(qū)漏風(fēng)。采空區(qū)漏風(fēng),將會引起瓦斯過量涌出,形成瓦斯積聚及瓦斯?jié)舛仍龈摺2煽諈^(qū)的瓦斯順著風(fēng)向,流向上隅角,又會加大上隅角瓦斯的濃度,進(jìn)而是瓦斯超限度聚集。

        2 對上隅角瓦斯超限聚集的治理

        2.1 安裝擋風(fēng)屏障

        由之前的分析可知,上隅角風(fēng)流和采空區(qū)的風(fēng)量,是引起上隅角瓦斯積聚的重要原因。如果能夠合理的安裝擋風(fēng)屏障,就會在一定程度上解決這個問題。上隅角處安裝擋風(fēng)屏障,能夠盡可能減小綜采工作面上隅角的風(fēng)流問題,避免因風(fēng)流狀態(tài)異常而導(dǎo)致的瓦斯積聚。在安裝擋風(fēng)屏障時,應(yīng)確保上隅角處正常的通風(fēng)工作不受影響。擋風(fēng)屏障對材料有較高要求,應(yīng)盡可能選用軟質(zhì)的風(fēng)筒布,屏障的長度不應(yīng)低于11米。與此同時,采空區(qū)的擋風(fēng)工作也不容忽視。在工作面上,可以從工作面的某個出口安裝連接到上隅角的擋風(fēng)屏障,這樣就可以盡量避免采空區(qū)漏風(fēng),防止因漏風(fēng)而導(dǎo)致的瓦斯積聚。采空區(qū)安裝擋風(fēng)屏障,應(yīng)盡可能做到隔絕多余空氣進(jìn)入采空區(qū)。只有控制好采空區(qū)的進(jìn)風(fēng)量,才能避免采空區(qū)產(chǎn)生大量瓦斯,以減小上隅角的瓦斯?jié)舛?。因此,在上隅角和采空區(qū)安裝擋風(fēng)屏障具有一定的可實施性和必要性。

        2.2 增大回采工作面風(fēng)量

        綜采面上隅角處容易聚集大量的瓦斯,要想有效降低此處瓦斯,就必須實現(xiàn)上隅角瓦斯聚集區(qū)域的風(fēng)流有效流動,也必須加強(qiáng)工作面主風(fēng)流的擴(kuò)散作用。通過多年的現(xiàn)場實踐,可知在綜采面通風(fēng)正常的條件下,僅保證速度一定的風(fēng)流,無法實現(xiàn)該區(qū)域瓦斯?jié)舛鹊挠行Ы档汀H舨扇≡龃缶C采面風(fēng)量的措施,上隅角處的風(fēng)對流則會變大,但若進(jìn)一步增加風(fēng)量,此處的負(fù)壓就會隨之變大,這使得采空區(qū)的風(fēng)流速度變大,使得采空區(qū)較多的瓦斯涌入工作面。如果采空區(qū)的漏風(fēng)通道較多,漏風(fēng)量會變大。因此,增大綜采面風(fēng)量,不但會增加工作面的瓦斯涌入量,還會造成以下不利影響:影響附近采掘工作面的通風(fēng)情況,造成局部或整體通風(fēng)的不穩(wěn)定;增加工作面中的粉塵濃度,不利于工作人員作業(yè)。

        2.3 安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)

        在綜采面內(nèi),可采取安裝局部通風(fēng)機(jī)的措施,并通過風(fēng)筒將風(fēng)流引入上隅角處,從而使得上隅角處于正壓區(qū)域,該區(qū)域的瓦斯?jié)舛鹊靡越档停⑦_(dá)到規(guī)定濃度,局部通風(fēng)機(jī)必須隨著煤炭的開采不斷前移。這一措施的優(yōu)點主要有:(1)綜采面上隅角區(qū)域的瓦斯可以由風(fēng)筒并通過主風(fēng)流進(jìn)入回風(fēng)巷;(2)使得綜采面上隅角處的風(fēng)量相應(yīng)增加,從而避免此處在較短時間里聚集大量的瓦斯;(3)由于風(fēng)筒具有體積小等優(yōu)點,所以,其無需占用較大的空間,從而不會對工作面正常生產(chǎn)造成影響;(4)若風(fēng)機(jī)正常工作,這一措施具有較高的安全性。

        2.4 設(shè)置移動式引射器

        在工作面上隅角至回風(fēng)道一段距離內(nèi)設(shè)置移動式引射器,抽排上隅角積存的瓦斯,引射器的風(fēng)壓一般在0.8Mpa-1.0MPa,風(fēng)量最多可達(dá)60m3/min-80m3/min。

        2.5 提高尾巷質(zhì)量確保尾巷暢通無阻

        工作面尾巷對治理上隅角瓦斯起到了重要作用。但在使用中存在2個問題:(1)為了保證在尾巷內(nèi)不留有可燃材料,掘完尾巷后把木棚全部回掉,造成尾巷內(nèi)局部冒頂,尾巷不暢通,阻礙了巷道的回風(fēng)能力;(2)尾巷連通橫貫沒有掘到位,使得采空區(qū)冒落后不能很好地和尾巷貫通,同樣也阻礙了尾巷的回風(fēng)能力。為此采取了以下措施:(1)用錨桿支護(hù)來代替原有的尾巷支護(hù)方式;(2)規(guī)范橫貫的數(shù)量設(shè)置、送巷長度,橫貫必須送到回風(fēng)巷靠工作面一側(cè)。通過以上這兩條措施,能有效地確保尾巷內(nèi)回風(fēng)不受到外界的阻力,取得了良好的效果,有效地將上隅角的瓦斯?jié)舛冉档偷揭?guī)范允許的范圍內(nèi)。實踐證明,尾巷起了很大的作用。

        2.6 安裝瓦斯抽放系統(tǒng)

        瓦斯抽放管路的主干管、支管、鉆場管路都必須安裝設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計和控制閥門。單孔連接管是也必須安設(shè)標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計,其安設(shè)方法可孔孔安設(shè),也可用便攜式逐孔測試,既便于測試數(shù)據(jù),又不會增加管網(wǎng)的阻力。涌水量大的抽放鉆場,管路的低洼、起坡、變徑處及其它易積水的地方要設(shè)置放水器或自動放水器,單孔內(nèi)積水多時建立放水臺帳,并且必須擱專人每兩天放1次水。抽放管路工程施工結(jié)束后,必須進(jìn)行氣密性試驗,并有試驗記錄。工程施工必須經(jīng)過驗收,驗收不合格的要及時處理,直至合格,并提交驗收報告。滿足下列條件之一時,經(jīng)安檢部批準(zhǔn),鉆孔方可甩掉:鉆孔濃度低于15%;平行或斜交布孔時,鉆孔口在采面前方2~5米之內(nèi)??茁?lián)網(wǎng)抽放后,每旬觀察一次濃度、負(fù)壓、流量等參數(shù),數(shù)據(jù)填入鉆孔觀察管理牌,發(fā)現(xiàn)漏氣、積水及時處理。抽放隊要設(shè)專職人員經(jīng)常對瓦斯抽放系統(tǒng)巡回檢查,連接管、支管每日檢查一次,主干管每旬一次,及時放水,堵漏、處理故障,并做好檢查、放水、堵漏和故障處理記錄。

        結(jié)束語

        綜采工作面的工作,必須保證能夠在安全情況下進(jìn)行。煤礦采集過程中,瓦斯過量積聚,非常有可能會發(fā)生危險。瓦斯帶來的危險并不僅僅是對采集工作,更會嚴(yán)重威脅到工作人員的生命安全。因此,瓦斯積聚的問題不容忽視,相關(guān)技術(shù)部門必須采用最先進(jìn)的手段和做合理的技術(shù),對瓦斯積聚進(jìn)行治理。綜采面工作進(jìn)行中,必須注意到風(fēng)向、風(fēng)流、采空區(qū)等各種可能存在安全隱患的環(huán)節(jié),做到對每個細(xì)節(jié)的精確處理,這樣才能保障煤礦安全,使工人放心工作。

        參考文獻(xiàn)

        [1]和根虎.唐安煤礦綜放工作面上隅角瓦斯綜合治理研究及實踐[J].山西煤炭,2006(4):56-57.

        [2]田振江.富力礦綜采工作面瓦斯超限的治理[J].江西煤炭科技,2013(3):1-2.

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