牛俊國
(唐口煤業(yè)有限公司,山東 濟寧 272007)
唐口煤業(yè)礦井通風方式為分區(qū)式,通風方法為機械抽出式,主井、北副井、南副井進風,北風井和南風井回風。目前礦井總進風量約為25 400 m3/min,總回風量約為26 981 m3/min,南風井回風量約為15 300 m3/min,負壓約為2926 Pa,北風井回風量約為12 960 m3/min,負壓約為2580 Pa。礦井CH4絕對涌出量為22.80 m3/min,相對涌出量為4.54 m3/t;CO2絕對涌出量為15.97 m3/min,相對涌出量為3.18 m3/t。
測定時選擇了一條風流路線長、風量大、通過6310 工作面、包含較多測點及內容的測定路線[1-2],本次測點主要針對6310 工作面的漏風情況,本條測定路線是:
6310 工作面皮帶順槽→6310 工作面→6310 工作面軌道順槽。測定路線如圖1。
圖1 6310 工作面風流壓能測定測點布置圖
把礦井通風系統(tǒng)分為三段,即進風段、采區(qū)段和回風段。6310 工作面風流壓能分布見表1。
表1 6310 工作面通風系統(tǒng)阻力分布表
為了能夠準確地判斷工作面不同時期壓能分布的特點,選取巷道百米風阻作為衡量標準。6310 工作面主要巷道百米風阻分布見表2,巷道百米風阻如圖2、圖3。
圖2 12 月2 日正?;夭蓵r期巷道百米風阻分布圖
由表2、圖2 及圖3 的數(shù)據(jù)可知,由于6310 工作面皮帶順槽內有帶式輸送機,占據(jù)較大巷道面積,回采時期在所有巷道中百米風阻是較大的。6310 工作面是小煤柱沿空掘巷,沿空側的小煤柱僅能起到隔離采空區(qū)的作用,其支撐作用極其有限,整個頂板的壓力全部集中到實體煤一側,因此工作面受到的壓力比一般工作面要大,巷道變形較大。
圖2 工作面冒頂區(qū)人工假頂示意圖
圖3 12 月3 日正?;夭蓵r期巷道百米風阻分布圖
表2 6310 綜放面風流壓能分布表
測量前,分析唐口煤礦6310 軌道順槽與6309采空區(qū)壓差數(shù)據(jù)見表3,發(fā)現(xiàn)6310 軌道順槽與6309 采空區(qū)間壓差隨時間變化:上午10 點至下午2 點6310 軌道順槽全區(qū)域壓強均小于6309 采空區(qū)內部壓強,其他時間6310 軌道順槽壓強大于6309采空區(qū)內部壓強。結合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù):6309 皮順密閉處檢測到的氣體中氧氣濃度低于巷道風流的氧氣濃度,證明6309 皮帶順槽防火密閉存在漏風,同時可能通過部分煤柱向6309 采空區(qū)內部漏風。
表3 6310 工作面周圍采空區(qū)密閉內外壓能測定結果
為了準確測試采空區(qū)漏風范圍,本次試驗共釋放兩次SF6:第一次釋放時間為6310 工作面開采初期,釋放地點在6310 工作面回風隅角處,接收地點在6309 采空區(qū)內部測點處;第二次釋放時間為6310 工作面采空區(qū)與6309 工作面采空區(qū)重合時,釋放地點在6309 工作面采空區(qū)軌道順槽側,接收地點在6310 工作面軌道順槽及6310 工作面采空區(qū)。
在6310 工作面進風隅角附近釋放SF6,釋放點連續(xù)釋放10 LSF6,記錄釋放時間,釋放半小時后在相應6309 工作面采空區(qū)鉆孔測點開始用SF6檢漏儀進行了檢測,各測點檢測2 次。將裝有SF6氣體的鋼瓶帶往選定的漏風源處,連接好裝置,以500 L/min 的流量釋放20 minSF6氣體,釋放后在采樣點開始取樣并標號[3-4]。
第一次釋放SF6測試濃度分析結果記錄見表4。
表4 測點SF6 檢測結果記錄表
由表5 和表6 可知,對6310 軌道順槽漏風規(guī)律進行研究表明,距離工作面越近,漏風量越大,至工作面進風隅角處,漏風量達到最大23.99 m3/min。
表5 6310 軌道順槽內SF6 檢測結果記錄表
表6 漏風量計算表
壓注MAB 封堵劑將破碎煤體粘結成一個不透風的整體結構,而鉆孔的布置方式直接決定著壓注材料的均勻性和堵漏效果[7-8]。鉆孔呈三花眼布置方式,鉆孔間距3.0 m,排距1.0 m,終孔位置位于保護煤柱中間位置處,下行鉆孔距底板1.0 m,沿巷道垂直方向打鉆,上排鉆孔距頂板0.9 m,與巷頂呈45°夾角,在關鍵區(qū)域采用“密集淺孔”的方式布置鉆孔,施工完鉆孔后下1 m 套管,用封孔器封孔。選擇1 t 水配25~28 kg MAB 封堵劑作為壓注基料。壓注時首先向水箱中加水,然后加入MAB 防滅火劑。攪拌均勻后,開啟注膠泵壓注MAB 溶液,直到鉆孔周圍煤體出現(xiàn)掛汗為止。
施工后利用多功能通風參數(shù)儀及束管監(jiān)測采空區(qū)各技術參數(shù)如圖4、圖5。
圖4 堵漏前后風量變化
圖5 氧氣濃度監(jiān)測結果
由圖4、圖5 可知,未堵漏前6310 軌道順槽最大進風量約為2034 m3/min,堵漏后風量可達2058 m3/min,有效風量平均增加20 m3/min。6309 采空區(qū)氧氣濃度在3%上下浮動,未達到煤氧化自燃條件,堵漏風效果良好。
(1)6310 軌道順槽距離工作面越近,漏風量越大,至工作面進風隅角處,漏風量達到最大為23.99 m3/min。
(2)未堵漏前6310 軌道順槽最大進風量約為2034 m3/min,堵漏后風量可達2058 m3/min,有效風量平均增加20 m3/min。采空區(qū)氧氣濃度在3%浮動,未達到煤氧化自燃條件,堵漏風效果達到預期。