封闭采空区瓦斯涌出影响因素及防治措施

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影响瓦斯涌出的因素

影响瓦斯涌出的因素

影响瓦斯涌出的因素决定于自然因素和开采技术因素的综合影响。

(一)自然因素1、煤层和围岩的瓦斯含量,它是决定瓦斯涌出量多少的最重要因素。

单一的薄煤层和中厚煤层开采时,瓦斯主要来自煤层暴露面和采落的煤炭,因此煤层的瓦斯含量越高,开采时的瓦斯涌出量也越大。

2、地面大气压变化。

地面大气压变化引起井下大气压的相应变化,它对采空区(包括回采工作面后部采空区和封闭不严的老空区)或坍冒处瓦斯涌出的影响比较显着(二)开采技术因素1、开采规模(1)矿井达产之前,绝对瓦斯涌出量随着开拓范围的扩大而增加。

绝对瓦斯涌出量大致正比于产量,相对瓦斯涌出量数值偏大而没有意义。

(2)矿井达产阶段后,绝对瓦斯涌出量基本随产量变化并在一个稳定数值上下波动。

对于相对瓦斯涌出量来说,如果矿井涌出的瓦斯主要来源于采落的煤炭,产量变化时,对绝对瓦斯涌出量的影响虽然比较明显,但对相对瓦斯涌出量影响却不大,(3)开采工作逐渐收缩时,绝对瓦斯涌出量又随产量的减少而减少,并最终稳定在某一数值,这是由于巷道和采空区瓦斯涌出量不受产量减少的影响,这时相对瓦斯涌出量数值又会因产量低而偏大,再次失去意义。

2、开采顺序与回采方法首先开采的煤层(或分层)瓦斯涌出量大。

采空区丢失煤炭多,回采率低的采煤方法,采区瓦斯涌出量大。

顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范围的破坏和卸压,临近层瓦斯涌出量就比较大。

3、生产工艺瓦斯从煤层暴露面(煤壁和钻孔)和采落的煤炭内涌出的特点是,初期瓦斯涌出的强度大,然后大致按指数函数的关系逐渐衰减。

4、风量变化矿井风量变化时,瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度会发生扰动,但很快就会转变为另一稳定状态。

5、采区通风系统采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。

6、采空区的密闭质量采空区内往往积存着大量高浓度的瓦斯(可达60~70%),如果封闭的密闭墙质量不好,或进、回风侧的通风压差较大,就会造成采空区大量漏风,使矿井的瓦斯涌出增大。

采空区瓦斯涌出及防治技术浅析

采空区瓦斯涌出及防治技术浅析
图1 采空区瓦斯涌 出来源示意图
2 采 空 区瓦 斯 涌 出特 征
采 空 区瓦斯涌 出特征 不仅 与煤层 的赋存 条 件
密切相关 , 还与煤层 的开采条件密切相关 , 采空区 瓦斯是 由采空区内丢煤 、 邻近煤层的瓦斯等构成 。 采空区瓦斯流动大体可 以划分为 “ 三带”即涌出 带、 过渡带、 滞留带, 随着回采的推进 , 采空区瓦斯 涌 出“ 三带 ” 出现 “ 浪涌 ” 现象 , 并且 有如下 特征 : ( 1 ) 涌出带( 距离切 眼 0 — 2 0 m范 围) : 瓦斯体 积分数变化幅度一般在 3 %~ 1 5 %之间。卸压邻近 层 和采空 区遗 煤释放 的瓦斯 向工 作面 和采 空 区同 时涌入, 处于涌出带 的瓦斯流动速度快 , 多数 以层 流形式存在 ,且工作面风流和采空区的漏风流将 这部 分瓦斯 几乎全 部携 带到 回风巷道 内。
能 源 技 术 与 管 理
E n e r g y T e c h n o l o y g a n d Ma n a g e me n t
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 2 - 9 9 4 3 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 1 5
2 0 1 3年 6月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
F e b . , 2 0 1 3

旅, 等
采 空 区瓦斯 涌 出及 防治技 术浅 析
4 1
( 2 ) 过渡带( 距离切眼 2 0 — 4 0 m范围) : 瓦斯体 积分数变化幅度一般在 2 0 % ~ 3 0 % 之间。 采空区随 着工作 面的 回采进 入过 渡带 ,同时在 工作 面 和采
产成为我 国煤矿生存与发展的必 由之路。多数矿 井已经形成 了“ 一矿一面” 的生产格局 , 现代化矿 井的发展趋势就是“ 一矿一面, 高产高效” 。但是 , 综合机械化采煤开采强度大、 生产高度集中、 回采 过程中推进速度很快 , 同时综采面采高增高 , 切眼 长度增长, 采空区面积就会变大 , 导致矿井瓦斯隐 患 和事 故一年 比一年 多 ,造成 工作面 回风 流 和局 部地点的瓦斯 ( 尤其是上隅角 )大量积聚甚至超 限, 直接影响了矿井安全生产。 特别在厚煤层分层 开采或煤层群开采过程中,工作面总瓦斯涌出量 的3 0 % 4 0 %以上来源于采空区瓦斯涌 出I 1 ] 。 如果 不采取针对性措施 ,采空区瓦斯的大量涌出往往 导致 工作面 瓦斯 大量积 聚 、 频 繁超 限 , 是 重大 安全 生产事故的危险因素之一,最终造成人员伤亡和 巨大 财产损 失 。 因此 , 研究 采空 区瓦斯 涌 出规 律和 特征 , 采取有 效措施 治 理采空 区瓦斯 涌 出 , 对 回采 面的安全 、 高效生产具有重大作用 。

矿井气压对井下密闭内外瓦斯的影响

矿井气压对井下密闭内外瓦斯的影响

矿井气压变化对井下密闭墙内瓦斯涌动的影响矿井瓦斯涌出是指在矿井建设生产过程中从煤和岩层中涌出的瓦斯量。

影响瓦斯涌出的因素主要有自然因素和开采技术因素,自然因素包括煤层、岩层瓦斯含量、开采深度、地面大气压三方面。

这些因素除大气压外,其他因素均以被大家熟悉,大气压变化影响极易被众人忽视。

尤其是大气压变化对封闭巷、采空区内的瓦斯涌出的影响不为所察。

造成人员在密闭附近遇险、遇难。

为此,《煤矿安全规程》、《煤矿安全质量标准化》对密闭从构筑到管理均做了严格规定。

因此,了解大气压变化对矿井瓦斯,尤其是密闭区瓦斯涌动变化影响,预防重大瓦斯事故发生意义重大。

矿井气候存在冬暖夏凉现象,主要原因是由于风流平均密度随四季温度变化而变化,风流在矿井巷道内流动过程中由于受到温度升降影响,造成了井下气压发生季节性变化。

冬季气压高,夏季气压低。

如此相类似,矿井内早、晚温差的变化也会造成气压变化。

因此,夏天采空区密闭内瓦斯容易涌出,造成密闭墙外瓦斯气体浓度变高,出现瓦斯积聚超限。

同理,昼夜温差大的地区也容易造成白天午间时候密闭墙内采空区瓦斯涌出到墙外,夜间又恢复的现象。

瓦斯涌出通道分析①墙体质量不合格,直接从墙面进行导通。

②闭墙后由于受采动影响而在周围形成裂缝与内外导通,而该裂缝细微不易察觉或不能进行有效封堵③通过一些支护材料比如锚索等与裂缝导通,形成内外相通④进、回风巷未处于同一标高,同一巷道而形成一定的压差,回采工作面进风顺槽密闭墙与回采工作面回风顺槽密闭墙俩点处温度变化引起气压变化。

根据数据统计,本矿墙内气温17℃,墙外气温19℃,墙体内外温度差2°左右,内外气温微弱的变化均可能引起气压变化。

气压通常最高值、最低值时间段为9:00—10:00,15:00—16:00; 次高值、次低值21:00—22:00、3:00—4:00。

矿井内封闭空间瓦斯与大气压力变化的关系将矿井内火区或采空区等封闭空间作为研究对象 , 假定密闭墙体内气体状态V1 T1P1,墙体外P2V2T2,,在等压状态下,P1=P2,即墙体内外气压相等,墙内气体处于相对静止状态,不会向外渗透出来。

采空区瓦斯涌出的分析与防治

采空区瓦斯涌出的分析与防治

采空区瓦斯涌出的分析与防治采空区瓦斯涌出是矿井采掘过程中产生的一种安全隐患。

瓦斯是一种具有较高的爆炸性和毒性的气体,如果采空区瓦斯涌出不能有效地分析和防治,将会给矿井生产带来严重的危害。

对于采空区瓦斯涌出的分析与防治,是矿井安全管理的重要内容之一。

本文将从分析采空区瓦斯涌出的原因、瓦斯涌出特征以及防治措施三个方面进行详细探讨。

采空区瓦斯涌出的原因主要可以归纳为以下几个方面:1. 煤层中瓦斯的存在:煤层是采空区瓦斯涌出的主要来源。

在煤层形成的过程中,有机质经过长时间的分解,生成了煤炭。

而在这个过程中,煤炭中的有机质产生了大量的甲烷,也就是瓦斯。

2. 采矿活动的刺激:采矿活动是引起采空区瓦斯涌出的直接原因。

在采矿过程中,我们需要通过对煤炭的开采来获取煤炭资源。

而在开采的过程中,煤炭中的瓦斯会被释放出来,从而产生了采空区瓦斯涌出现象。

3. 地质构造的影响:地质构造是引起采空区瓦斯涌出的另一个重要因素。

地质构造包括断层、褶皱、岩层倾角等。

当地质构造具有一定的倾角时,会影响采空区瓦斯的涌出。

一方面,地质构造对地下瓦斯的运移速度有一定的影响;地质构造也会使得瓦斯涌出的位置不稳定,从而增加了事故的发生几率。

4. 静压力的变化:静压力变化也是引起采空区瓦斯涌出的重要原因之一。

当地下矿井发生瓦斯涌出时,会导致地下瓦斯压力的增加。

而由于采空区周边地质构造的变化,地下地质体积可能发生巨大变化,从而使地下矿井静压力发生变化。

静压力的变化进而导致采空区瓦斯涌出。

1. 瓦斯涌出量大:采空区瓦斯涌出量较大,容易引起矿井火灾、爆炸等事故。

瓦斯涌出量越大,就越容易引发矿井事故,对矿井生产造成较大的威胁。

2. 瓦斯浓度高:采空区瓦斯涌出的瓦斯浓度一般较高,往往达到爆炸限度或毒害限度。

瓦斯浓度高意味着瓦斯的危险性增加,容易引发爆炸和中毒事故。

3. 瓦斯成分复杂:采空区瓦斯涌出的瓦斯成分复杂,不仅含有甲烷、乙烷等可燃气体,还含有一定比例的二氧化碳、氮气等非可燃气体。

大气压变化影响采空区瓦斯异常涌出的原因分析与防治技术

大气压变化影响采空区瓦斯异常涌出的原因分析与防治技术

大气压变化影响采空区瓦斯异常涌出的原因分析与防治技术一、影响瓦斯异常涌出的大气压变化原因分析1. 大气压降低导致瓦斯异常涌出加剧。

气体的压强与其体积成反比例关系,当大气压强下降时,瓦斯的压力也会减小,导致瓦斯异常逸出加剧。

2. 风速和风向改变影响瓦斯释放。

大气压降低时,气流的流动速度和方向都会发生改变,这对瓦斯的扩散和释放都会产生影响。

风速增加时,有助于扩散和扩大瓦斯异常区,使其更容易被点燃或爆炸。

3. 大气压力变化会影响水文地质条件。

当大气压力降低时,地下水位通常会上升,从而导致煤层气的渗出受到更大的阻力,这也会导致瓦斯异常涌出加剧。

二、防治瓦斯异常涌出的技术措施1. 合理排放瓦斯。

定期对煤矿进行瓦斯检测和监测,积极采取技术措施,抽取和利用瓦斯,减少瓦斯残留和积累,以确保安全生产。

2. 加强通风系统。

通风是预防煤矿事故的重要手段,通风系统的改进可以减少瓦斯的积蓄和积聚,确保瓦斯异常及时被排出,减轻瓦斯爆炸的危险。

3. 强化瓦斯抽采系统。

采用更高效的抽采设备和技术,优化瓦斯排出管道和排气系统,以确保瓦斯随时被安全地捕捉和运输。

4. 加强瓦斯监测和报警系统。

瓦斯异常涌出规模的监控和预测,特别是在大气压变化的情况下,应通过高精度的监测传感器和预测模型等手段,有效识别和预警瓦斯异常,及时采取安全措施。

5. 建立紧急响应机制。

一旦发生瓦斯事故,及时启动事故应急预案,实施矿井应急疏散与事故调查,避免损失的扩大。

总之,针对大气压变化对瓦斯异常涌出的影响,要采取有力的措施,从加强瓦斯抽采、通风系统改进、瓦斯监测预警和应急响应机制等多方面入手,以确保煤矿生产的安全和可持续发展。

过老巷、采空区瓦斯抽采措施

过老巷、采空区瓦斯抽采措施

采掘工作面打透采空区、老空区、老巷排放瓦斯安全技术措施为一进步加强“一通三防”各项工作,防止今后各施工队在施工过程中无计划与采空区、老空区、老巷贯通,造成瓦斯涌出,威胁井下作业人员生命安全,特编制如下安全技术措施:一、组织机构为防止各施工队在施工过程中打透采空区、老空区、老巷,避免瓦斯突然涌出,保障井下作业人员安全,特成立领导组,具体如下:组长:矿长副组长:总工程师矿长助理安全矿长生产矿长机电矿长通风副总成员:通防科、调度室、安全科、机电科、技术科、地测科、相关科室负责人、项目部相关负责人领导组职责:负责解决该项措施在执行过程中出现的各类问题。

组长职责:全面负责打透采空区、老空区、老巷后造成瓦斯涌出,期间各项治理工作的方案制定与统一调度指挥。

副组长职责:具体负责指挥协调、解决打透采空区、老空区、老空区造成有瓦斯涌出后治理工作,并组织制定瓦斯治理技术方案和安全措施;负责瓦斯治理期间各项安全措施的落实及物资供应、人员调配等问题;按照抢险救灾指挥部统一指挥积极配合做好各自分管工作。

领导组下设三个专项工作小组:1、“一通三防”工作组:通风副总负责“一通三防”各项工作。

2、机电工作组:机电副总具体负责各项机电事宜。

3、措施贯彻督察工作组:安全矿长负责各项安全技术措施的贯彻落实工作。

二、预防无计划与采空区、老空区、老巷贯通的安全技术措施1、各施工队在施工前必须按照地测科提供的地质资料进行设计,对在地质资料中存在的采空区、老空区、老巷,必须在设计、施工图纸中标清,同时编制相应的过采空区、老空区、老巷措施。

2、各施工队在施工过程中严格执行“预测预报,有掘必探,先探后掘,长探短掘,先治后采”的原则进行掘进,并且长、短探距离及探眼数量必须符合相关规定。

3、地测科定期利用仪器对各施工队施工的巷道区域采空区进行探测,对已探测到的采空区要及时通知矿方和对组。

4、各施工队在距采空区、老空区、老巷50米前,必须每班绘制巷道贯通前的进度图表,及时准确掌握巷道与采空区、老空区、老巷贯通的具体时间,并通知领导组所有成员。

采空区瓦斯涌出及防治技术研究现状及分析

采空区瓦斯涌出及防治技术研究现状及分析

采空区瓦斯涌出及防治技术研究现状及分析摘要:该文通过对瓦斯在采空区的分布和运移规律各种因素的分析,总结出其运移分布规律,对治理采空区瓦斯涌出有指导作用。

分析了目前常用的处理方法,及对各自优缺点作了阐述,为各矿提供参考依据。

关键词:瓦斯涌出运移规律分布特征防治技术随着煤矿开采深度的增加,综合机械化采煤开采强度大、推进速度快、生产集中,使采煤工作面瓦斯涌出表现出了强度高、数量大和极不均衡等特点,同时综采工作面由于采高较大,推进速度较快、走向长度较长,因此,往往形成较大的采空区。

在顶板周期来压时,常造成工作面及其回风流瓦斯涌出。

1 采空区瓦斯的来源及运移规律1.1 邻近层瓦斯涌入的运移规律煤层开采易导致上覆岩层的移动与破断,从而邻近层瓦斯大量涌入开采层采空区。

这些涌入的高浓度瓦斯由于受到压力扩散、浓度扩散和风流扰动的作用,会重新分布,直至实现采空区内的动态平衡。

在开采厚煤层的分层开采和多层开采煤层过程中,上煤层或上分层的瓦斯将沿采动裂隙涌入采空区,另外由于煤层的开采下邻近煤层覆盖压力得以解除,煤岩体膨胀变形,大大加强了煤层的透气性,所以下邻近煤层及围岩中的瓦斯沿着膨胀裂隙涌入回采工作面采空区。

邻近层瓦斯涌出具有“跳跃性”,因此其涌出也存在一定的特殊规律。

这些涌入的瓦斯在采空区内也会重新分布,直至实现动态平衡。

由于浮升例的作用,上邻近层瓦斯在采空区上部区域滞留;下邻近层涌入的瓦斯亦如此,瓦斯在整个采空区内都符合以上分布特点。

因此就垂直方向而言,近底板附近的瓦斯浓度低于近顶板附近的瓦斯浓度。

另外,涌入点的分布和涌入量的大小存在差异,因此瓦斯浓度在瓦斯涌入点附近,瓦斯浓度和梯度都明显加大。

1.2 本煤层瓦斯运移规律随着工作面的推进,采落的遗煤在采空区深部解吸出瓦斯,由于距工作面距离远,风速低、风流紊动作用小等原因,涌出瓦斯很容易大量积聚。

其滞留在采空区内,呈现不断上升趋势。

在浮升力作用下,瓦斯形成浮羽流,采空区顶部瓦斯积聚,在这其中可能有微团被扰动,但其由于浮升力其又回到顶部边界。

采空区瓦斯涌出的分析与防治

采空区瓦斯涌出的分析与防治

采空区瓦斯涌出的分析与防治1. 引言1.1 背景介绍采空区瓦斯涌出是矿井生产中常见的问题,随着矿井深度的增加和采煤工作的持续开展,采空区瓦斯涌出对矿井安全生产造成了严重威胁。

瓦斯是一种无色、无味、具有易燃性和爆炸性的气体,在高浓度下不仅易引发矿井事故,还会对矿工的健康造成危害。

采空区瓦斯涌出的主要原因包括煤层中的瓦斯释放、地质构造和地应力等因素导致的瓦斯聚集,以及采空区工作面对煤体开采引起的瓦斯涌出。

采空区瓦斯涌出具有突发性、间歇性和随机性的特点,给矿井管理和生产带来了一定困难。

为了有效防治采空区瓦斯涌出,需要采取一系列的防治措施,包括瓦斯抽放、通风控制、封闭处理等措施。

针对不同的矿井和采煤条件,需要制定相应的瓦斯防治方案,并不断优化措施以提高防治效果。

本文将对采空区瓦斯涌出的原因、特点、危害以及防治措施进行深入分析,并提出针对性的建议,以期对矿井瓦斯防治工作提供一定的参考和借鉴。

1.2 研究目的研究目的是为了深入了解采空区瓦斯涌出的原因和特点,探讨其对矿井安全和环境造成的危害,提出有效的防治措施,从而保障矿工的人身安全和矿山的生产秩序。

通过对采空区瓦斯涌出进行全面分析,能够为相关部门提供科学依据,制定更加完善的管理政策和技术规范。

通过优化防治措施,提高矿井安全生产水平,减少瓦斯事故的发生频率,促进矿山可持续发展。

展望未来,我们还将继续深入研究采空区瓦斯涌出的机理和防治技术,探索更加创新的解决方案,为矿山安全生产做出更大的贡献。

2. 正文2.1 采空区瓦斯涌出原因分析1. 矿井设计不合理:矿井设计阶段未充分考虑到瓦斯涌出问题,导致采空区结构、通风系统等不合理,使得瓦斯易于积聚和涌出。

2. 采煤方法选择不当:采煤方法的选择直接影响到采空区瓦斯涌出的情况。

若采用高强度露天开采或快速开采等方法,容易造成采空区瓦斯涌出增加。

3. 煤质特性影响:煤层瓦斯的涌出与煤质有关,煤质劣化、有机质含量高、煤层中有粘结物等都会增加瓦斯涌出的风险。

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封闭采空区瓦斯涌出影响因素及防治措施作者:程磊
来源:《中小企业管理与科技·上旬刊》2018年第11期
【摘要】季节变化和昼夜交替会引起地面大气压变化,地面大气压的变化使得矿井封闭区域内外压力相对发生变化,并导致工作面的瓦斯异常涌出。

论文分析了大气压变化和瓦斯异常涌出之间的关联性,指出弄清封闭区域临界压力的方法,通过采取采空区瓦斯抽采、工作面均压通风、巷道喷涂堵漏风等技术措施,有效抵御了大气参数变化引起的瓦斯异常涌出。

【Abstract】Seasonal variations and diurnal alternation can cause changes in surface atmospheric pressure.The change of surface atmospheric pressure makes the pressure inside and outside the closed area of the mine relatively change, and leads to the abnormal gas emission of the working face. The paper analyzes the relationship between atmospheric pressure change and abnormal gas emission, and points out the method of clarifying the critical pressure in closed area. The abnormal gas emission caused by the variation of atmospheric parameters is effectively resisted by adopting the technical measures of gas drainage in goaf, uniform pressure ventilation in working face and air leakage stopping by spraying in roadway.
【關键词】大气压;封闭区域;瓦斯;异常涌出;临界压力
【Keywords】atmospheric pressure; closed ares; gas; abnormal emission
【中图分类号】TD712.62 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2018)11-0194-03
1 地面大气压的变化
地面大气压不同的时间、气候和地点,其值不尽相同,但是地面气压的变化并非无规律可寻,实际情况看,地面的大气压主要存在以下规律。

随着标高的变化,标高越高,空气密度越小,造成气压越低;相同条件下,干空气的气压比湿空气气压高,造成从赤道到南北极,气压不断变大;一年四季的不同季节的大气压也是不同的,比如陆地上冬天的大气压比夏天高的原因就是不同季节陆地和海洋之间的空气扩散方向不同;另外就是气候条件的不同造成气压不同,比如阴雨天气的空气湿度大,造成大气密度降低,气压相对晴天较低;最明显的就是一天的大气压的变化,通过观测,上午9~10时为一天的气压最高值,下午15~16时为一天气压的最低值,这主要和大气的辐射运动有关[4]。

2 封闭区域瓦斯运移决定因素
以井下采空区封闭墙为例,认为封闭区域内的气体参数不变,那么封闭墙内气体能量也不变,决定封闭墙内外漏风方向的动力就是封闭墙内外能量高低。

根据能量守恒定律及伯努利方程[2],巷道中某点的能量= 动能+重力势能+压力势能,由于封闭墙内外标高相同,忽略墙外风流流动产生的动能,那么封闭墙内外能量比较就是通风静压的比较,在通风系统稳定情况下,封闭墙外通风静压就是决定封闭墙漏风方向的决定因素,封闭墙外绝对静压发生变化时,表现为采空区瓦斯异常涌出或外界向采空区漏风的“吞吐”现象[3]。

3 封闭采空区瓦斯涌出与大气压的关系
3.1 大气压与井下风流绝对静压同步变化的原因分析
从式(1)反映了矿井通风系统阻力和自然风压、风机入口绝对静压的关系,通常hv4不大,某一段时间内变化不大,HN随着季节变化,一般矿井,其值不大,因此h4基本上反映了矿井通风阻力和通风机静压大小;同时式(2)反映风机相对静压(近似看成通风机通风负压)和风机入口的绝对静压和大气压有关,图中矿井在正常通风过程中,在井下通风系统没有大的变化情况下,水柱计读数是定值,即h4相对不变,忽略进回风井标高差,地面大气压
P01是不断变化的,所以说主要通风机入风口风流绝对静压也是不断变化而且是和大气压的同步变化,所有说井下巷道任意地点的绝对静压也是随大气压变化而同步变化的。

3.2 封闭区域瓦斯涌出与地面大气压的关系验证
3.2.1 井下气压和地面大气压同步变化验证
选择井下不同地点不同日期在一天中大气压较低时刻测量相关大气参数,分别选择我矿西进风井下口、西二回风石门、18516上顺槽封闭墙外、11223下顺槽掘进工作面回风流4处地点,通过具体的观察得出:随着温度不断降低地面大气压也不断降低,同时井下各处地点的大气压也随着地面大气压降低而不断降低,且降低数值和地面大气压降低值基本相同。

如2月28日地面大气压相比2与22日地面大气压相比降低13hPa,而18516上顺槽封闭墙外气压2月22日比28日同样降低13hPa,说明井下气压不仅仅和地面的气压变化趋势相同,同时变化数值也能吻合。

3.2.2 “临界压力”确定
在不同日期观测18516上顺槽封闭进出风及压差情况并取样分析,通过观察可以看出,地面大气压力的变化直接影响该封闭观察孔进出风情况及瓦斯涌出,比如12月29日和2月16日数据相比,地面大气压分别是1034.1hPa和1009.3hPa,而封闭墙由进风31mmH20变成出风170mmH20,前后封闭墙压差相差2010Pa,观察孔内的甲烷浓度也由0.5%变成41%,可想而知大气压对封闭墙影响是非常明显的,所以质量达标的封闭墙就是墙内为高浓度气体,墙内外压差大但是墙外空间无瓦斯积聚。

根据表中数据可以利用插值法求得当观察孔处于不出不进状态即压差为零时的大气压力为1029.2hPa,在此处称为“临界压力”,也就是说当在地面同一地点测得大气压为1029.2hPa时可以不用下井观测就可以预测该处封闭墙处于不出不进状态。

由此我们对于井下每一处封闭区域都可以测出其临界压力值,这样在一定情况下都可以在地面预测该封闭区域的进出风趋势。

尤其对于那些封闭内部空间相对独立的区域,临界压力相对固定,若封闭区域内漏风通道复杂则受外界因素影响可能临界压力不是一成不变的,但是该方法对于瓦斯涌出异常的预测可以起到至关重要的作用。

4 防治瓦斯异常涌出措施
据上所述,地面大气压对封闭区域的瓦斯涌出的影响已经非常清楚,在瓦斯管理中重点要做的就是在地面大气压突然降低时,能做到防治井下封闭区域的瓦斯突然大量涌出,如2017年2月19日我矿11123下顺槽沿空掘进工作面回风流瓦斯突然增加,在下午15:03分时预警,回风流甲烷探头达到0.60%。

分析其原因就是当天温度突然上升,气压急剧降低改变了沿空帮内外压力平衡状态,导致瓦斯突然涌出。

为了做到防治封闭区域瓦斯异常涌出,必须从以下几点采取措施。

4.1 降低封闭区域内能量
对封闭区域进行抽采,降低封闭区域内瓦斯量,从而降低内部压力,例如对11123下顺槽临近的11223采空区进行抽采,抽采负压要根据该区域平时和瓦斯异常涌出时气压差值确定,开启抽采后,该掘进工作面当班回风流瓦斯在一小时内迅速降低至0.30%,抽采时间根据瓦斯情况而定,在抽采过程中加强防火观测,发现一氧化碳及时停抽或控制抽采。

4.2 增加封闭区域外能量
调整通风系统,增加风排量,同时在回风侧施工通风设施,采取均压措施,目的就是增加封闭区域外部压力。

4.3 提高封闭质量
要着重提高和封闭区域隔绝的封闭设施的质量,对于沿空掘进工作面沿空侧必须采取喷注浆措施堵漏,采空区封闭墙按照规定掏槽双墙喷注浆,达到墙内为高浓度气体,墙内外压差大但是墙外空间无瓦斯积聚。

5 结论
①大气压力的变化影响井下通风参数,能够准备判断并掌握变化规律,对煤矿井下瓦斯、防火管理起到不可忽视的作用。

②井下封闭墙进出风变化一个重要原因就是地面大气压的变化导致,使得封闭墙出现“吞吐”现象,关键是明确封闭区域处“临界压力”,这样才能做到有的放矢。

③为了防止大气压力变化造成封闭墙瓦斯事故,主要从以下几点入手:一是在采区安全措施前提下,对封闭区域进行抽采,降低内部瓦斯量,减少封闭区域内部能量;二是增加风量,确保风量充足;三是采区均压方法,具体可以在封闭区域回风系统施工设施进行调控,达到增加封闭墙外压力;四是封闭墙严格按照标准进行双墙喷注,确保墙体不漏风。

【参考文献】
【1】张国枢. 通风安全学[M]. 徐州:中国矿业大学出版社, 2007.
【2】俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社,1992.
【3】郭翔.采空區呼吸现象原因分析及瓦斯治理技术研究[J].能源技术与管理,2016.
【4】孙学会,王刚,于贵生.“三个压力”对工作面采空区瓦斯涌出影响试验研究[J].煤炭安全,2014.。

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