白少鋒 賀曉輝 裴燕鋒
(義煤集團義絡(luò)煤業(yè)公司,河南 洛陽 471600)
瓦斯抽放就是把井下的一部分瓦斯通過專用的設(shè)備和管路系統(tǒng)抽出來,不使它涌入通風(fēng)的風(fēng)流中增加瓦斯?jié)舛?,從而減輕通風(fēng)的負(fù)擔(dān)。抽放瓦斯不僅可以降低瓦斯涌出量,消除煤與瓦斯突出危險,而且抽出的瓦斯如果質(zhì)量和數(shù)量都比較高目.穩(wěn)定時,可以收集加以利用,變害為利?!睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定,有下列情況之一的礦井,必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)[1]。
礦井瓦斯抽放方法,按瓦斯的來源可分為開采層抽放、臨近層抽放和采空區(qū)抽放三類;按抽放的機理可分為未卸壓抽放和卸壓抽放兩類;按匯集瓦斯的方法分為鉆孔抽放、巷道抽放和巷道與鉆孔綜合抽放3類。
開采層抽放瓦斯是指在煤層開采之前或采掘的同時,用巷道或打鉆孔的方式對開采煤層內(nèi)瓦斯進行抽放的一種抽放形式。煤層采掘前的抽放屬于未卸壓抽放,在受到采掘工作而影響范圍內(nèi)的抽放屬于卸壓抽放。
1)未卸壓鉆孔抽放。未卸壓鉆孔抽放是鉆孔打入未卸壓的原始煤體進行抽放瓦斯。其抽放效果與原始煤體的透氣性有關(guān)。鉆孔按與煤層的關(guān)系分為穿層鉆孔和沿層鉆孔兩種;按角度分為上向鉆孔、下向鉆孔和水平鉆孔3種。我國多采用穿層上向鉆孔。
2)卸壓鉆孔抽放。在采動影響下,工作面周圍的應(yīng)力重新分布,形成卸壓區(qū)和應(yīng)力集中區(qū)。在卸壓區(qū)內(nèi)煤層膨脹變形,透氣性增加。若在該區(qū)域內(nèi)打鉆孔抽放瓦斯,則可以提高抽出量,并阻截瓦斯流向工作空間。這類抽放方法現(xiàn)場有隨掘隨抽和隨采隨抽兩種形式,只適用于賦存平穩(wěn)的煤層,每孔的有效抽放時間不長,抽出量不大。
瓦斯開采煤層群時,回采煤層的頂、底板圍巖將發(fā)生冒落、移動、龜裂和卸壓,透氣性增加,回采層附近鄰近層中的瓦斯將向回采層的采空區(qū)運移。從開采層或圍巖大巷向鄰近層打鉆,將鄰近層瓦斯匯集抽出的方法,叫鄰近層抽放。
瓦斯回采工作面的采空區(qū)或老空區(qū)積存大量瓦斯時,往往被漏風(fēng)帶入生產(chǎn)巷道或工作面,造成瓦斯超限而影響生產(chǎn),因而應(yīng)對采空區(qū)的瓦斯進行抽放。
1)采煤工作面的采空區(qū)抽放。對采煤工作面采空區(qū)瓦斯的抽放,應(yīng)將采空區(qū)全部密閉,以防止向采空區(qū)漏風(fēng),在回風(fēng)巷的密閉處插管進行抽放;也可以在回風(fēng)巷每隔30—50m掘一個斜上繞行巷道作鉆場,由鉆場向采空區(qū)上方打鉆,使鉆孔進入垮落帶或斷裂帶,然后將繞道密閉并接設(shè)管路進行抽放,隨著工作面的推進,不斷掘出新的鉆場(舊鉆孔可繼續(xù)使用)。這種方法用于處理采空區(qū)瓦斯涌出而引起工作面瓦斯超限或上隅角瓦斯積聚時,效果很好[2]。
2)采煤結(jié)束后的采空區(qū)抽放。對采煤工作已經(jīng)結(jié)束的采空區(qū),可在進、回風(fēng)巷道修建永久性密閉,安設(shè)瓦斯管路進行采空區(qū)抽放。
1)部分地面瓦斯抽放泵房距礦井井口或主要建筑物太近。部分瓦斯抽放系統(tǒng)安全裝置安裝不全,如有的系統(tǒng)未裝設(shè)防回火、防回氣和防爆裝置,有的抽放泵為非防爆電機。
2)有的抽放參數(shù)監(jiān)測儀裝備不安全,部分系統(tǒng)抽放泵站主管未安裝流量計、檢測孔,大部分瓦斯抽放系統(tǒng)井下支管無流量計、檢測孔和放水器等,無法檢測瓦斯抽放量和分析瓦斯來源。
3)有的抽放礦井無瓦斯抽放計劃,不能按設(shè)計要求和抽放計劃鉆孔、封孔;鉆孔工程量不足,煤體瓦斯不能按設(shè)計要求充分地預(yù)抽,造成風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛忍幱谂R界狀態(tài);封孔長度不足,甚至有采用黃泥封孔現(xiàn)象,造成系統(tǒng)漏氣和瓦斯抽放濃度下降。
4)煤體鉆孔抽放和采空區(qū)抽放共用一個系統(tǒng),無法控制采空區(qū)抽放負(fù)壓和瓦斯抽放濃度,造成采空區(qū)漏風(fēng)量增大。
5)部分礦井原設(shè)計考慮不周,不能適應(yīng)擴大了的生產(chǎn)規(guī)模的要求,所以,一些礦井瓦斯抽放系統(tǒng)運行不久就又自行增加了一套抽放系統(tǒng)。有的礦井有兩套甚至三套抽放系統(tǒng),造成了系統(tǒng)運行效率不高和維護管理的難度,增加了運行和維護管理費用。
6)部分礦井不重視瓦斯抽放泵房環(huán)境的檢測,未能定時測定瓦斯抽放泵房和瓦斯發(fā)電機房空氣中的瓦斯?jié)舛龋蛔鲇涗?、無據(jù)可查,管理制度不健全,報表、臺帳、記錄不完善,不齊全,不規(guī)范。甚至發(fā)生過瓦斯發(fā)電機房瓦斯燃燒傷人事故[3]。
根據(jù)瓦斯的來源,煤質(zhì)的狀況,采掘的條件,采掘的工藝等多種因素,綜合選擇抽放方法,能夠使煤礦瓦斯抽放更加安全合理。
①建立和完善抽放系統(tǒng),加大瓦斯的抽放力度。結(jié)合瓦斯的治理工作和各礦的瓦斯涌出、通風(fēng)能力等情況,在優(yōu)先考慮開采保護層的前提下,盡量將抽放作為治理瓦斯的重要手段與核心。②積極探索和研究更為先進的抽放方法,以解決防突難題。③加強指標(biāo)的考核力度,以提高瓦斯的抽放效果[4]。
①充分發(fā)揮監(jiān)測監(jiān)控的作用。建立完善的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)揮監(jiān)測監(jiān)控作用的基礎(chǔ)。整個煤礦公司監(jiān)測系統(tǒng)進行集中聯(lián)網(wǎng),統(tǒng)一控制,公司和礦24 小時監(jiān)控。監(jiān)測地點一旦發(fā)生瓦斯超限,監(jiān)控人員立即將得到訊息。②加強通風(fēng)管理。在進行采掘工作面設(shè)計的時候,務(wù)必要對瓦斯的治理工程同時設(shè)計,甚至優(yōu)先于施工;在回采工作面投入生產(chǎn)之前,由公司的業(yè)務(wù)部門按預(yù)防瓦斯的治理要求進行工程驗收。
[1]曹培果. 煤礦高瓦斯掘進工作面的安全管理研究[J].科技資訊,2010(23).
[2]眭廣瑞. 基于瓦斯危害的思考[J]. 山西科技,2009(04).
[3]鄭標(biāo)祥. 斜井跑車防護裝置的研究探討[J]. 科技風(fēng),2009(15).
[4]曹杏利,唐曦,王童瑤. 分離立法體制下煤礦安全衛(wèi)生監(jiān)管問題研究[J]. 科技致富向?qū)В?011(21).