工作面上隅角瓦斯综合治理技术的研究及应用

工作面上隅角瓦斯综合治理技术的研究及应用

摘要：本文对煤矿井下高瓦斯工作面上隅角瓦斯积聚导致的瓦斯超限的问题进行分析，提出上隅角瓦斯的来源以及联络巷道采空区的抽采进行量的调整、高瓦斯工作面施工中采用综掘机的钻孔技术、局部改变通风系统形成负压范围、形成类似通风的上隅角的治理技术等等展开论述。煤炭开采井下施工难度大，往往与工作环境有关系，如巷道距离过长等。采用全新的煤炭断面掘进技术，也称为泥水平平衡顶管施工方法，对于施工操作流程进行实施，并采用可行性分析的方法对岩巷泥浆输送系统的管道输送展开计算和验证。。能够很好地解决工作面上隅角高位抽放瓦斯的施工技术问题。

关键词：工作面上隅角；瓦斯治理；技术研究

煤矿挖掘工作中，上隅角瓦斯超标治理的防治是重要的技术施工内容。该施工技术中主要目标是进行高位抽放瓦斯的控制。一般采用抽放管路进行掘进装置的施工，解决回采工作面上的初期顶板初压不足、瓦斯超限问题。随着采面的推移，采空区域的顶板经过高抽巷的冒通以及充分的顶板冒落之后，瓦斯一般可以在采空区内被高抽巷抽走，使得大面积来压降临在采空区的时候，瓦斯进入上巷和采面，带来伤亡事故[1]。

1、上隅角瓦斯来源和分布状态

上隅角瓦斯涌出的规律，经过相关数据的分析，得到了涌出量的变化图形。图形中包括回风巷的瓦斯涌出量，尾巷瓦斯的涌出量，瓦斯抽采量、工作面瓦斯的总涌出量，最终得到结论是工作面瓦斯来源于采空区，通过瓦斯源的治理，防止异常涌出，导致上隅角的瓦斯积聚。

2、瓦斯治理技术

全断面掘进一般是采用抽放管路一次性掘进的方式，掘进的路径为圆形断面，一般为一次性完成，一般在围岩的施工中具有的施工环境好、在开挖过程中采

用较多的方法一般为泥水平衡法以及土压平衡法。一般采用封闭的溺水平衡法，设定刀盘驱动力，由于参考数值（掘进速度、掘进技术、制造成本）无法有固定的案例可以借鉴，前者采用排渣管路和供水铺设的方法进行排渣，离心泵的动力将泥浆水送到刀盘排渣腔内；由于掘进机较为复杂，对于渣石的输送后者采用带式输送机进行运输，同时安全施工和扰动破坏小的优势。将有害气体加以排出，结构上根据锚喷构筑法进行支护，经过对称性结构的掘进，扭力为210KNM，人工管片拼装可以采用顶管法进行[2]。

采用水冷矿用防爆电机进行施工。不能进行全过程的密封排渣，采用液压千斤顶进行水泥管的顶入，系统中的主要部件为泥水平衡顶管机，避免瓦斯直接被排放到洞内，另外，这样，功法可以分为盾构法、此设备的方法是将刀盘上的渣石切削下来，经过计算，保证输送能力成为泥水输送系统的关键，就可以进行施工，而且采用顶管法进行施工，要根据煤矿的岩性和地质条件进行施工，细节包括将基坑的后座有的设备形体较小，可以进行30厘米厚度的隧道挖掘，将顶管机的工作效率加以提高，因此采用全断面掘进的盾构法，施工相对简单。进行全断面的掘进方式顶管法对掘进刀盘进行设计，如果水泥管能够达到15厘米该施工工艺对空间的要求不大，TBM掘进法。可以采用管片拼装支护的结构进行施工，例如地基承载力较高的地层中管片上，可以在直径为150厘米的巷道内进行锚杆的施工。瓦斯含量就会在区域范围内有所降低。

3、关于输送管道进行泥浆输送的计算

3.1此种方法得到了地质参考价值较大，得到了泥水平衡顶管机产品的数据，在管道输送中进行精确的计算，需要进行计算公式的验证[3]。

进行泥浆的输送，以及相关的计算方法然后经过输送，可以对输送的浆液中的悬浮状态的物质加以研究。关于煤矿领域的顶管技术施工，对所在区域的刀盘道具参数、转速、扭矩等相关的系数加以计算和分析。经过实验中所在区域的地质分析，包括不规则渣石头、泥岩等，假定掘进速度为30毫米每分钟的时候，临界沉降流速理论，采用临界沉降流速进行粒径的计算。因此可以采用当前理论界进行的主要的理论：例如关于排浆流量的计算公式为：

P2为出浆密度。Q2为岩体的渣石流量，P1为进浆密度，PE为开挖岩体密度，选用排浆流量和刀盘尺寸的时候，要根据排渣的情况进行水管尺寸的选择，满足排浆流量的要求，对渣石沉降速度以及关内流速进行对比，保证渣石能够顺利地被送到系统的外部。

3.2对沉降速度采用两个常用公式进行计算，采用此种公式进行计算，普遍运用的是杜拉德公式，通常管径小于等于200毫米，G n代表中立加速度，s代表颗粒比重，FL代表速度系数D代表管径，S1代表浆液比重。

当管道上的直径大于200毫米的时候通常会采用动量公式来进行临界选复

苏的计算：

当管道上的直径大于200毫米的时候通常会采用动量公式来进行临界选复苏的计算：

其中F1为自重，P为合力影响，根据公式能够得出石子临界悬浮速度。是泥水平衡顶管掘进技术中解决高位抽放瓦斯的施工技术，应该选择A为摩擦阻力。管径和流量的特性曲线图。适合的泥水分离系统，计算出来的结果超过临界悬浮水流速度，表明渣石被水流进行了输送，如果输送的速度没有超过临界悬浮速度，则意味着渣石没有被及时输送出去，给予系统的参数设计的方式，派浆效果没有达到要求。例如排渣管的规格为114毫米，流量为95立方米每小时，刺中设置，具有很高的可行性，完全可以满足泥水输送系统的排渣要求。

随着泥水排浆量的确定绘制出关

4、井下实验效果

在-600米井下进行了泥水平衡顶管装置的实验，验证了采用该技术手段能够解决高位抽放瓦斯问题，对于泥浆输送具有系统的可靠性[4]。

断面直径为150厘米，得到了大量的实验数据。

泥浆系统布置图

1-6依次为：为输送带、泥浆处理系统、供水池、磁力耦合器、电磁流量计、排渣泵。

进过具体的调节措施，对于上隅角不同的瓦斯浓度的范围进行调节后的效果分析，看到了上隅角瓦斯的体积分数达到了合理的范围。经过对前后上隅角瓦斯浓度分布规律的研究，采空区内的充满冒落的块状破碎岩石之间的裂隙，遍布了整个空间。将采空区作为一个多孔介质模型进行不可压缩的流体的测算，得到了瓦斯源的项值，实施类似通风之后的上隅角的附近区域的瓦斯浓度的降低，有效解决了上隅角瓦斯浓度超限的问题。

例如在某煤矿工作面，采用了通风技术对于上隅角和工作面瓦斯进行了治理，包括敷设管道，安装瓦斯泵等，包括沿空留巷支护材料进行通风的方法，在治理瓦斯的效果上，上隅角适中保持新鲜的风流，起到了上隅角的风流反向的作用。

结语：

经过理论和实践证明，在瓦斯抽采盲区的封闭钻孔技术，改善煤层瓦斯抽采钻孔的漏风情况，形成了钻孔密封段的漏风区域的巷道掘进和钻孔开挖的耦合形成，将钻孔周边裂隙区域分为巷道的裂隙带等，提出了瓦斯抽采钻孔径向的膨胀渗透封孔技术，有效封闭了周边的列带，降低通道的漏气喜爱你想，提高高位抽放瓦斯的工作效率，能够很好地解决高位抽放瓦斯的施工技术，应在井下掘进工程中加以推广，并且提高泥浆传输系统的可靠性[5]。

参考文献：

王艳军.综采工作面上隅角瓦斯综合治理实践研究[J].江西煤炭科技,2015,(3):5-7. [2]李全义,秦来昌,尹大洲, 等.高瓦斯综放工作面上隅角瓦斯综合治理技术[J].中国煤炭,2014,(10):120-121.

[3]项宗文.郭家河煤矿1301工作面上隅角瓦斯综合治理技术[J].矿业安全与环保,2013,(1):89-91,94.

[4]刘锋,徐志军,祖梦柯.梁北矿采煤工作面上隅角瓦斯综合治理技术[J].中州煤炭,2014,(11):57-60.

[5]郝俊忠.采煤工作面上隅角瓦斯综合治理实践探讨[J].科技创新与应用,2013,(6):87.