劉康 李鵬飛 周遠
【摘要】在煤礦開采生產工程中,采煤工作面上隅角極易形成瓦斯集聚,并對礦井生產造成安全隱患。本文分析了瓦斯礦井中上隅角瓦斯管理情況,并說明了實踐中使用的處理措施,然后闡述了選用防治措施過程中應當注意的事項。
【關鍵詞】煤礦 工作面 瓦斯 上隅角 防治
近年來,煤礦為實現(xiàn)自身的不斷發(fā)展,紛紛著手實施產能升級,有些煤礦在實踐中引入了綜合機械化設備。雖然使生產能力與裝備水平明顯改善,還使得綜采工作面上隅角瓦斯防治工作面臨嚴峻的考驗。所以,本文探討了綜采工作面上隅角瓦斯綜合治理與防治問題,希望能夠為類似煤礦提供參考依據。
一、綜采工作面瓦斯管理狀況
當前,有些礦井并未在上隅角安裝相應的瓦斯傳感器,也有的還未懸掛相關便攜儀,一般情況下,傳感器安裝在通風狀況良好的位置,防止瓦斯聚集而發(fā)生報警,部分礦井在傳感器周圍配置吹風裝置來將此處的瓦斯吹散。比如,某礦在2#煤層開采過程中,井下相對與絕對瓦斯涌出量分別是9.34與25.57m3/min。施工的時候,綜采工作面上隅角瓦斯含量相對偏高,通過井下移動泵站來抽放以后,無法滿足安全需求,因此新添地面瓦斯泵站,其通過兩臺抽放泵(300與500m3/min)運行后,工作面風排瓦斯依然在5m3/min以上。然后通過兩臺500m3/min抽放泵來進行抽放,且還啟動了井下的泵站。在回風順槽安裝了一趟抽放管(300毫米),一直到上隅角為止,通過珍珠巖袋對其實施雙層直角封閉,且減少了工作面配風量。選擇上述方法以后,回風流中瓦斯含量下降,變成0.30%。盡管治理工作取得實效,但現(xiàn)階段的瓦斯治理工作依舊存在忙于生產、措施不力等諸多問題,在今后亟需加強。
二、上隅角瓦斯超限根由與防治措施
(一)超限根由
第一,開采技術。這屬于超限的關鍵根由之一。采深愈大、強度越大、瓦斯涌出則越大,超限的可能性越高。第二,瓦斯涌出量。采空區(qū)密閉質量決定著上隅角瓦斯?jié)舛雀叩?。第三,采空區(qū)懸頂和垮落。若懸頂面積相對較大,同時無法盡快充分冒落與垮落,一旦突然垮塌,肯定會有大量瓦斯涌出,于是聚集在上隅角區(qū)域。第四,通風方式。實踐中應用“U”型通風,這樣很難將上隅角瓦斯吹散,導致積聚現(xiàn)象。有些煤礦在回風巷引入吹散或抽排方法以后,一般可以達到瓦斯治理的需要。第五,管理觀念。忽視這方面的工作。關于治理問題,一些煤礦的領導感覺上隅角瓦斯超限不會引起嚴重問題,認為選擇許多低成本的方法,就可以處理好這個問題。
(二)防治方法
防治方法:第一,安裝上隅角擋風簾。將采面上隅角處兩面壓差提高,將這個地方的渦流現(xiàn)象解決,這個措施可以迅速把該區(qū)域的甲烷濃度減小至1%之下。該措施基本上適用那些瓦斯相對較低,且一般不超限的情況。第二,提高回采工作面風量。如果風量增加太大,此時流入采空區(qū)的風量同樣會提高,這樣會把采空區(qū)中大量瓦斯帶出。并且將導致:相鄰工作面的供風量減小、對煤礦通風系統(tǒng)產生負面作用,粉塵含量提高、工作環(huán)境變壞等一系列間題。所以,并行合理配風,禁止沒有目的地提高風量。第三,置采空區(qū)風嶂,即從采空區(qū)一邊,順著切頂線在安全出口至上隅角這個區(qū)段安裝上風嶂,以此降低進入采空區(qū)的風量,降低瓦斯涌出量,防止發(fā)生超限問題。第四,配備采空區(qū)擋墻(沙袋、珍珠巖袋)。設置于工作面上、下隅角,以降低漏風,為確保其嚴密性,需要在表明噴上新型密封材料。這種方法在回采工作面上隅角瓦斯?jié)舛扰c速度相對較小的時候比較適用。第五,工作面中設置局部通風機,通過膠質風筒把風引至回風上隅角,以此來對上隅角瓦斯進行稀釋,使其減小至合理范圍之內,該通風機同樣需要與工作面一同推移。因此該措施同樣具有一定的局限性。第六,安裝專門的抽排風機。
常見技術包括以下幾種:第一,引入脈動通風技術,具體來說,也就是在正常通風中引入脈動風流,以此來提高紊流擴散系數,從而來提升驅散瓦斯的能力。第二,配置自動排放裝置(GDS-1型),具體來說,順著回風巷安裝剛性風筒一趟,其前方鋪抽放花管1根,大約為15-20米長,抽放主要通過低負壓來進行,此管連著回風系統(tǒng)的剛性風筒,于是會在隅角位置產生一個負壓區(qū),推動此區(qū)域的瓦斯流向抽放管子,一直到回風巷。
三、安全防治過程中需要注意以下事項
(一)五項措施落實狀況
瓦斯治理過程中,應當對下面五項措施的落實狀況進行檢查,同時,敦促各煤礦嚴格落實。第一,在鞏固巷道支護的基礎上,預先把快要采完的回風巷道錨桿退錨,保證采空巷道迅速冒落,降低上隅角瓦斯空間。第二,切實強化頂板管理,防止其懸頂范圍太大,大面積冒落將形成颶風,這樣就會把其中的有害氣體壓出,導致超限問題。第三,在保障回風巷道斷面的基礎上,保障回風風流沒有阻礙。第四,應當切實強化工作面測風,科學地對配風量進行分配,使風速滿足相關標準要求。第五,切實強化監(jiān)控,同時安排專人進行檢查,為有效防治瓦斯提供保障。
(二)瓦斯傳感器與監(jiān)測系統(tǒng)的布置
對它們的布置狀況進行檢查。按照相關規(guī)定,檢查T0是否根據要求來布設,斷電值1.5%,報警值1.0%,是不是已經設置好。對煤礦瓦斯傳感器的維修、瓦斯檢查、抽放等記錄進行認真檢查,察看是不是與要求相符,發(fā)現(xiàn)不正常的情況必須及時分析,確定根由。
(三)抽放問題
那些設計能力超過O.6Mt/a的建設礦井,必須兼顧到這個方面,按照礦井運行年限,采用移動或永久抽放系統(tǒng),同時必須預留一定的抽放能力。對那些早就建成的抽放系統(tǒng),需要認真分析某礦工作面實際狀況,選用科學合理的抽放措施與技術,同時適當增加抽放時間。需要核定生產能力的,必須把防治效果當做其中的關鍵指標之一,按照這個方面來進行安全生產許可證的核發(fā)。如果發(fā)現(xiàn)防治與相關要求相背離,必須根據國家相關要求進行處理,超限一定要接著停工撤人,同時還必須查處相關人員。
四、結語
綜上所述,綜采工作面上隅角瓦斯防治中,尤其關鍵的是采用科學合理的防治措施與技術,在上隅角瓦斯治理過程中,需要預先進行分析,按照具體需要,盡早進行施工,早投入,早見效。必須認真檢查瓦斯防治措施是否到位,實時監(jiān)控瓦斯?jié)舛?,為工作面安全生產提供堅實的保障。