王革 李金明
摘 要 本文通過對(duì)唐山礦業(yè)公司2781綜采工作面瓦斯來源分析,找出了影響工作面瓦斯異常涌出的原因,采取了調(diào)整采區(qū)及相關(guān)系統(tǒng)通風(fēng)壓力、回風(fēng)巷抽排局部通風(fēng)機(jī)排放、利用移動(dòng)抽放泵站上角埋管抽放和回風(fēng)巷高位鉆孔抽放等綜合治理措施,取得了良好效果。
關(guān)鍵詞 瓦斯 抽排局部通風(fēng)機(jī) 移動(dòng)式瓦斯抽放泵 研究與應(yīng)用
中圖分類號(hào):TD72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1工作面概況
2781工作面位于唐山礦北翼十二水平七石門采區(qū),屬8煤層,北部為2783未采區(qū),上部為2751、2753采空區(qū),工作面走向長(zhǎng)度560m,工作面長(zhǎng)度110m,煤層傾角13-47度,煤層厚度平均4m。風(fēng)道和溜子道沿底布置,采用10.4m2金屬拱型支護(hù)?;夭蛇^程中,瓦斯涌出異常,特別是工作面周期來壓期間和大氣壓力突然下降時(shí),最大時(shí)工作面面風(fēng)流瓦斯?jié)舛?.3%,回風(fēng)上角瓦斯?jié)舛葹?~8%,風(fēng)道回風(fēng)瓦斯?jié)舛?.2%,采用綜采割煤工藝開采,工作面采用“U”形全風(fēng)壓通風(fēng),有效風(fēng)量為15.1m3/s,正常狀況下風(fēng)道回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.4~0.6%。
2瓦斯來源分析
2781工作面上部為5煤層采空區(qū),5煤層與8煤層層間距為30~40米,5煤層系統(tǒng)通風(fēng)壓力比2781系統(tǒng)通風(fēng)壓力高186.9Pa,5煤層采空區(qū)瓦斯沿裂隙向2781采空區(qū)運(yùn)動(dòng)。2781工作面為綜采工作面,采空區(qū)遺留浮煤較多,且煤層中瓦斯含量較大,浮煤向2781采空區(qū)大量涌出瓦斯。
3瓦斯異常涌出的因素分析
3.1大氣壓力變化影響
采空區(qū)內(nèi)的壓力與巷道內(nèi)的通風(fēng)壓力需保持平衡狀態(tài)。當(dāng)大氣壓力突然下降時(shí),井下巷道的通風(fēng)靜壓也相應(yīng)下降,采空區(qū)內(nèi)的壓力高于通風(fēng)靜壓,采空區(qū)內(nèi)的瓦斯大量涌出;當(dāng)大氣壓力突然升高時(shí),巷道內(nèi)的通風(fēng)壓力高于采空區(qū)內(nèi)的壓力,采空區(qū)內(nèi)的瓦斯幾乎沒有涌出;當(dāng)大氣壓力變化平緩時(shí),巷道內(nèi)的通風(fēng)壓力與采空區(qū)內(nèi)壓力相對(duì)平衡,瓦斯均勻涌出。從2781工作面瓦斯涌出情況看,瓦斯大量涌出時(shí)多發(fā)生在大氣壓力下降較為明顯的時(shí)期。
3.2受地質(zhì)賦存條件影響
2781工作面的煤層傾角大,13~47度,平均30度,瓦斯比空氣的比重輕,大量的高濃度瓦斯積聚在工作面上部采空區(qū)的空間,風(fēng)流流向支架采空區(qū)后,含大量高濃度瓦斯的污風(fēng)從上角集中涌出,積聚在上角,造成上隅角超限,正常時(shí)在1.8~2.5%之間;如果出現(xiàn)異常時(shí),瓦斯?jié)舛仍?0%以上。
3.3受周期來壓影響
該工作面頂板巖層瓦斯賦存量大,當(dāng)工作面周期來壓時(shí)頂板大面積跨落,巖層瓦斯大量釋放,造成瓦斯涌出量增大。
3.4受5煤層采空區(qū)影響
由于七北石門5煤層系統(tǒng)(已經(jīng)回采結(jié)束)通風(fēng)壓力比2781系統(tǒng)198.2Pa,致使5煤層采空區(qū)瓦斯向2781工作面運(yùn)動(dòng)。
4綜合治理措施
4.1調(diào)整采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)通風(fēng)壓力
為保持采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠,維護(hù)2781的通風(fēng)斷面達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),調(diào)整北翼七石門的通風(fēng)系統(tǒng),改變北翼系統(tǒng)阻力分布狀態(tài),在七北石門5煤層進(jìn)風(fēng)巷增設(shè)兩道調(diào)節(jié)風(fēng)門,用以降低北翼5煤層的通風(fēng)壓力,避免5煤層采空區(qū)瓦斯向2781采空區(qū)運(yùn)移。工作面有效風(fēng)量保持在18.00m3/s以上,提高工作面通風(fēng)壓力,以減小大氣壓力變化帶來的影響程度。
4.2使用抽排局部通風(fēng)機(jī)抽排上隅角瓦斯
根據(jù)對(duì)已采工作面瓦斯涌出情況來看,工作面開采初期,瓦斯涌出量不大,上隅角瓦斯?jié)舛鹊?,?dāng)工作面推進(jìn)30m以后,工作面老頂跨落,工作面采空區(qū)與周圍采空區(qū)連通,上隅角瓦斯開始超限。所以提前在2781工作面回風(fēng)側(cè)距離50米處安裝一臺(tái)抽瓦斯局扇,并在抽瓦斯風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口安裝瓦斯自動(dòng)報(bào)警斷電裝置,進(jìn)風(fēng)口瓦斯斷電濃度為2.5%,出風(fēng)口瓦斯斷電濃度為1.5%。從2781工作面使用情況來看,當(dāng)工作面上隅角瓦斯?jié)舛冗_(dá)到4%~8%時(shí),通過使用抽排風(fēng)機(jī)能夠滿足上隅角瓦斯不超限。
4.3采用移動(dòng)泵站抽放上隅角和采空區(qū)瓦斯
在進(jìn)行抽排上隅角瓦斯的基礎(chǔ)上,隨著回采的推移,瓦斯涌出日漸增大,又時(shí)有發(fā)生回風(fēng)瓦斯超過1%的情況。因此采用工作面采空區(qū)埋管抽放的方法,即將抽放管路埋入工作面上隅角老塘內(nèi),管路離底板距離0.5m,并在抽放管路處打好木垛,避免管路損壞。移動(dòng)式瓦斯抽放泵選用2BEA-253-O型移動(dòng)式抽放泵,最大抽放量30m3/min,極限真空度95kPa,電動(dòng)功率45kW。抽放管路采用直徑為159mm的玻璃鋼管路。
5結(jié)語
(1)綜采工作面的瓦斯治理,必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)查,詳細(xì)地原因分析,根據(jù)具體情況采取有針對(duì)性的綜合措施。
(2)通過多次生產(chǎn)實(shí)踐證明,調(diào)整采區(qū)及相關(guān)系統(tǒng)通風(fēng)壓力是防治采空區(qū)瓦斯異常涌出的一種有效措施。
(3)采用抽排局部通風(fēng)機(jī)是治理回采工作面上隅角瓦斯的有效手段,適合于瓦斯涌出量較小,上隅角瓦斯?jié)舛刃∮?%,瓦斯涌出比較均勻的地點(diǎn),還需要進(jìn)行加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理。
(4)利用移動(dòng)式瓦斯抽放泵站在回風(fēng)道打高位鉆孔和工作面上隅角埋管并聯(lián)進(jìn)行瓦斯抽放是瓦斯防治治本的主要手段。
基金項(xiàng)目:課題:吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目。項(xiàng)目:智能化煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究。編號(hào):吉教科合字【2012】第513號(hào)。
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