摘要:隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展,我國人們生活水平有了顯著提升,對資源的需求不斷增加,推動了采煤行業(yè)的迅速發(fā)展。近些年,我國的煤礦瓦斯安全事件頻發(fā),隨著逐年增大的礦井產(chǎn)量,瓦斯絕對涌出量也大幅提升,工作面隅角區(qū)域通風性差,溫濕度較高,采空區(qū)和采面釋放的瓦斯容易聚集到此處,區(qū)域內(nèi)瓦斯?jié)舛雀?,因此是工作面防治瓦斯的關(guān)鍵點。本文對采煤工作面上隅角瓦斯治理進行進行研究,提出治理隅角瓦斯治理措施。
關(guān)鍵詞:采煤行業(yè);隅角瓦斯;采煤工作面;瓦斯治理技術(shù);治理措施
現(xiàn)階段,煤礦不斷擴大開采范圍、加深開采深度,企業(yè)逐漸將生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)向深部煤層,因此增大了煤層瓦斯的賦存量,絕對和相對瓦斯涌出量也逐步上升。礦井治理瓦斯主要利用通風稀釋法、抽放后通風稀釋法和水噴霧后通風稀釋法解決。分析煤礦工作面及瓦斯超限實際情況和特點,回采時隨著工作面的前進,采動壓力會影響采空區(qū)上覆巖層垮落、臨近層、圍巖和煤柱,采空區(qū)會涌入大量的瓦斯,導致隅角內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸^限制【1】。作為采煤工作面采空區(qū)的漏風交匯點,隅角容易聚集瓦斯,如果不能有效處理,會存在較大的安全風險,因此采煤工作中隅角瓦斯治理是極為重要的。
一、采煤工作面隅角瓦斯積聚的主要原因
分析井下現(xiàn)場和其他綜合情況,采煤工作面隅角位于采空區(qū)和煤壁一側(cè),因此風速較低,此處區(qū)域形成渦流狀態(tài),因此導致采空區(qū)的瓦斯不容易融入主風流中,因此會在隅角形成渦流區(qū),這種情況下容易導致采煤面中的隅角瓦斯?jié)舛瘸^限制。煤礦回采時大多使用U形或是Y形通風形式,進風巷和回風巷存在風流壓差,在此作用下,位于工作面漏風交匯處的隅角是采空區(qū)瓦斯涌出必經(jīng)的通道,因此容易導致瓦斯積聚。另外,從相對空氣層面來看,采空區(qū)中空氣因為含有瓦斯因此密度小,從而導致隅角成為涌出高濃度瓦斯的主要地點。結(jié)合理論和實際進行分析,隅角貼近采空區(qū)和媒壁一端,風流速度緩慢,局部呈現(xiàn)渦流狀,導致采空區(qū)的瓦斯不容易納入到主風流中,因此高濃度的瓦斯會在隅角周圍進行循環(huán),導致瓦斯會積聚在采煤工作面的隅角局部部位。如果工作面上出現(xiàn)滯后回柱、沒有及時拆卸鐵器等情況,除了存在渦流區(qū)域外,頂線附近還會存在微風區(qū)域,此處容易積聚采空區(qū)泄露的瓦斯,這也是隅角瓦斯超限容易發(fā)生的主要因素。
二、采煤工作面隅角瓦斯處理有效措施
(一)安置臨時風幛
利用臨時風幛,能夠?qū)τ缃菧u流狀態(tài)進行有效改善,從而大大降低瓦斯?jié)舛?,能夠使隅角風流路線發(fā)生改變,讓隅角內(nèi)進入新鮮的風流,從而改變原有的渦流狀態(tài),能夠?qū)⑼咚箾_淡并稀釋,避免隅角中出現(xiàn)過高濃度的瓦斯。礦用風幛一般為軟質(zhì)的筒布,會根據(jù)實際情況選擇風筒的長度和寬度,通常長度超過10米。從實際應用情況來看,使用風幛后,隅角中的瓦斯?jié)舛蕊@著下降,但是現(xiàn)場存在風幛,回采工作較為不便利,會影響隅角處進行人員行走、運輸物料、采煤、打柱或是翻柱等活動,因此風幛的風筒布特別容易被破壞,從而隅角的瓦斯會再次上高,導致隅角出的瓦斯?jié)舛瘸^標準。這種忽高忽低的情況會給安全施工帶來很大的影響,同時也會稻城工作面通風阻力增加,會降低工作面風量,導致風速變慢,引起工作面溫度提升,瓦斯會表現(xiàn)為上升趨勢,因此這種方法效果并不理想【2】。
(二)調(diào)整風量
如果工作面風量變大,就會導致隅角內(nèi)工作面的主風流和聚集區(qū)的風流對流情況加劇,隨著風量的增加,會導致負壓增大,采空區(qū)內(nèi)風流速度會加快,因此采空區(qū)內(nèi)瓦斯和風流交換會增強,即便降低了隅角瓦斯?jié)舛龋秋L量太大會對正常的采煤工作造成影響。同時還會對井下的同分系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響,還會使采掘其他工作面的風量降低。同時風量過大會導致工作面中煤塵揚起,工作環(huán)境質(zhì)量降低,會對施工人員造成一定影響。必須確保風速符合行業(yè)規(guī)定要求標準。
(三)采用瓦斯尾排巷
在采煤工作面回風巷和采空區(qū)建設一條專用排放瓦斯的尾排巷,分離工作面的風流,將其中一部分從工作面的上巷排出,另外的從尾排巷處理。在這個過程中,專用尾排巷會產(chǎn)生負壓,合理利用負壓就能將采空區(qū)的瓦斯流動路線改變,降低隅角瓦斯的涌出來那個,從而緩解了隅角瓦斯超限情況,實際操作時取得較好的效果。
(四)隅角噴霧法
工作面中還可以利用設置水噴霧裝置降低區(qū)域內(nèi)的瓦斯?jié)舛?,從而能夠使瓦斯稀釋、淡化,避免隅角中的瓦斯?jié)舛瘸瑯恕Q芯孔C明,瓦斯具有可溶于水的特性、易擴散的特性,因此在合理溫度和氣壓條件下,100L的水中可以溶解瓦斯331L,因為比空氣輕因此能夠浮在空氣上。利用通風使用的噴霧實施,將其設置在切頂線之外,將噴霧射程控制在1.5m到2.5m,同時要將截止閥門設置于噴霧水管外,并根據(jù)實際生產(chǎn)情況調(diào)節(jié)噴霧的射程,能夠便于隅角附近開展各項作業(yè)。利用這種方法替代臨時風幛,效果較好,同時具有成本低廉,安裝、移動和使用方便等特點,還能降低隅角的溫度,能夠有效避免隅角發(fā)生瓦斯超限情況【3】。使工作面中的人員和各項操作更便利的開展。能夠避免隅角位置摩擦鐵器產(chǎn)生火花,減少瓦斯爆炸的發(fā)生幾率。
(五)采取頂板抽放
頂板抽放也被成為高位瓦斯抽放,是利用頂板的縫隙進行抽放,實際操作中,在煤層頂板破壞裂隙內(nèi)設置頂板高抽巷,頂板冒落后會破壞臨近層面和圍巖內(nèi)的瓦斯平衡,將兩個層面吸收的瓦斯通過裂隙流動到采空區(qū)內(nèi),再利用頂板高巷抽出瓦斯。也就是利用抽放泵的負壓使采空區(qū)內(nèi)的瓦斯流向發(fā)生變化,從而能夠減少瓦斯涌入到隅角和回風流中,降低區(qū)域內(nèi)的瓦斯?jié)舛?。在利用抽排泵站,將抽排管路和總排風管相連,從而顯著改善了瓦斯超限問題。
結(jié)束語
采煤過程中工作面的瓦斯?jié)舛葘ιa(chǎn)安全影響很大,需要了解瓦斯涌出的原因和瓦斯來源,根據(jù)實際情況選擇合理的方法進行瓦斯治理,能夠避免采空區(qū)瓦斯異常情況,使隅角內(nèi)的瓦斯?jié)舛冗_到合理范圍,大大提高采煤生產(chǎn)的安全性。
參考文獻:
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作者簡介:曹璐,出生年月:198407 籍貫:河南省陜縣 畢業(yè)院校:中國礦業(yè)大學 學歷:本科 研究方向:瓦斯治理。