高产高效矿井的瓦斯综合防治技术精编版
大采高综采工作面瓦斯综合防治技术

大采高综采工作面瓦斯综合防治技术摘要:高综采工作面在运行的过程中可能会出现瓦斯泄漏问题,这些问题可能会导致后续的一系列严重后果,因而需要做好相关工作。
关键字:高综采;瓦斯防治;综合防治1前言瓦斯泄漏之类的问题需要提前进行防治,针对这一过程,已经有了很多综合的防治工作,文章就此进行分析,希望可以给有关从业人员以启发。
2工程概述对于厚煤层的开采,目前我国最常用的开采方法就是大采高综采、分层开采和放顶煤开采三种方法。
与放顶煤开采相比,大采高综采技术工序简单,工作面循环时间缩短,推进速度加快,煤炭采出率高等优点,且工作面断面增加,降低了工作面风阻,有利于矿井通风系统;与分层开采相比,大采高综采只需布置一个工作面,巷道掘进量减半,减少了顶板铺网的工序和工作面搬家次数,开采成本降低,经济效益显著提高。
因此,大采高综采技术是我国开采厚煤层的主要趋势,但是,工作面采高的增大,导致煤层瓦斯涌出量明显增加,给矿井的瓦斯防治带来一定困难[1]。
东曲矿8号煤层平均厚度为4.3m,采用大采高综采技术,且8号煤层属突出煤层,瓦斯治理成为该矿目前所需解决的主要问题之一,因此,本文以东曲矿28808工作面实际地质条件,提出工作面瓦斯综合治理技术,实现矿井的安全高效生产。
我矿为高瓦斯矿井,矿井绝对瓦斯涌出量56.679m3/min。
为适应市场经济和企业自身发展的需要,1991年引进了综采放顶煤工艺,先后采完了6091、8284、3694等18个工作面。
在生产过程中,由于工作面上隅角和回风流中瓦斯经常超限而严重威胁着矿井的安全生产,综采放顶煤工作面瓦斯治理成了瓦斯管理中的重点和难点。
在探索综放工作面瓦斯治理的有效可靠方法上,我们采用了在综放工作面利用移动式瓦斯抽放泵解决工作面采空区瓦斯超限问题,取得了显著效果。
根据对该矿现场分析其工作面上隅角瓦斯来源,确定瓦斯超限原因如下:综放工作面瓦斯涌出量大,采煤回收率在80%,采空区浮煤多,采空区范围大,大部分工作面与采空区连通,瓦斯来源大部分为采空区瓦斯。
应对高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范本(2篇)

应对高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范本瓦斯是矿井中的一种危险气体,对矿工的生命和财产安全构成严重威胁。
针对高瓦斯矿井,采取瓦斯综合防治技术是非常必要的。
本文将就应对高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术进行详细介绍。
1. 瓦斯监测技术高瓦斯矿井中,对瓦斯浓度进行监测是非常重要的一项工作。
监测瓦斯浓度可以及时发现矿井中瓦斯积聚的情况,及时采取相应的防治措施。
目前常用的瓦斯监测技术主要包括瓦斯抽放技术和瓦斯传感器技术。
2. 瓦斯抽放技术瓦斯抽放技术是通过抽放矿井中的瓦斯来减少矿井的瓦斯浓度,从而降低矿井的瓦斯爆炸风险。
常用的瓦斯抽放技术包括风机抽放法和水封抽放法。
3. 瓦斯防治技术针对高瓦斯矿井,采取瓦斯防治技术是非常重要的。
常见的瓦斯防治技术包括风切阻断法、水泥凝固法和瓦斯抑制剂法。
4.安全生产管理安全生产是瓦斯综合防治工作的基础和核心。
要加强矿井安全管理,建立完善的安全生产管理制度,落实瓦斯防治责任,加强瓦斯防治工作的组织领导和监督检查。
5.矿工安全教育培训加强矿工安全教育培训,提高矿工的安全意识和防护意识,学习瓦斯综合防治知识和技能,合理使用防护装备,提高自我防护能力。
6. 救援装备和应急处理建立健全矿井瓦斯事故的应急救援体系,配备齐全的应急救援设备和救援队伍。
在发生瓦斯事故时,要能迅速启动应急预案,采取有效措施进行救援,最大限度地减少伤亡和财产损失。
7. 瓦斯安全监控系统建立瓦斯安全监控系统,通过实时监测矿井中的瓦斯浓度、气温、风速等参数,及时预警和报警,确保矿井安全运行。
8. 瓦斯处理技术对于矿井中产生的瓦斯,需要进行处理。
常见的瓦斯处理技术包括瓦斯利用和瓦斯排放净化两种方式,可以根据实际情况选择合适的瓦斯处理技术。
9. 瓦斯防爆设备和装置为了防止矿井中的瓦斯爆炸,需要采用瓦斯防爆设备和装置。
常见的瓦斯防爆设备包括防爆电器、防爆仪表、防爆终端箱等。
10. 瓦斯防炸施工技术在进行矿井建设和施工时,要采取瓦斯防炸施工技术,防止瓦斯积聚和引发瓦斯爆炸。
高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范本

高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范本瓦斯是煤矿生产中常见的有害气体之一,高瓦斯矿井是指瓦斯含量超过规定标准的煤矿。
为了安全生产,必须采取有效的瓦斯综合防治技术措施。
本文将结合国内外相关实践经验,探讨高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范本。
一、瓦斯抽放技术
瓦斯抽放是瓦斯综合防治的首要措施之一。
通过合理设置瓦斯抽放孔,采用抽放机械设备,及时将瓦斯排放到安全区域,减少瓦斯对矿井的影响。
在高瓦斯矿井中,应结合瓦斯抽放效果及矿井实际情况进行调整,确保瓦斯抽放工作的效率和安全性。
二、瓦斯抑制技术
瓦斯抑制是指通过降低煤与空气的接触面积,减少煤矿火灾爆炸事故的发生。
在高瓦斯矿井中,应采用适当的瓦斯抑制剂,如泡沫剂等,对矿井进行处理,有效控制瓦斯的释放,降低瓦斯浓度,提高矿井的安全性。
三、瓦斯抑爆技术
瓦斯抑爆技术是指通过控制矿井内氧气浓度,减少瓦斯与空气混合的可能性。
在高瓦斯矿井中,应采用有效的氧气管理系统,监测矿井内氧气浓度,控制氧气含量,防止瓦斯爆炸的发生。
同时,应加强瓦斯监测工作,及时采取措施应对瓦斯浓度异常情况,确保矿井的安全生产。
四、瓦斯防治装备技术
瓦斯防治装备技术是指采用高效、稳定的瓦斯防治设备,加强矿井内部瓦斯管理。
在高瓦斯矿井中,应定期检查瓦斯防治设备,确保
其正常运行,及时更换损坏部件,提高装备的使用效率,保障矿井的安全生产。
综上所述,高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范本包括瓦斯抽放技术、瓦斯抑制技术、瓦斯抑爆技术和瓦斯防治装备技术等方面。
只有全面、系统的应用这些技术,才能有效降低高瓦斯矿井的瓦斯爆炸和其他事故的发生率,确保矿工的生命安全和矿井的安全生产。
应对高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术(三篇)

应对高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术高瓦斯矿井是指矿井瓦斯含量较高的井眼,瓦斯主要由甲烷组成。
高瓦斯矿井对矿工的安全构成很大威胁,因此需要采取瓦斯综合防治技术来有效降低瓦斯浓度,保障矿工的安全。
一、瓦斯综合防治技术的基本原理和方法瓦斯综合防治技术主要包括措施、装备和管理三个方面。
(一)措施1. 通风措施:通过增加通风量,保持井下空气流通,将瓦斯向外排出,达到降低瓦斯浓度的目的。
可以采取机械通风、气流通风等方式。
2.水力措施:通过注水形成水及泡沫屏障,减少瓦斯扩散。
可以采取水封检查、水幕、水雾、水雾泡沫等方式。
3、抽采措施:通过设置抽采装置抽取井底瓦斯,使其不进入工作面。
可以采用抽放瓦斯机、风机、风力机等方式。
4.防爆措施:采用防爆电气设备,避免火星或者静电引发瓦斯爆炸事故。
(二)装备1.传感器:通过安装瓦斯传感器监测矿井瓦斯浓度,及时发现瓦斯超标情况。
2.检测装置:瓦斯检测仪、毒气检测仪等,用于检测瓦斯及其他有害气体的含量。
3.通风设备:风机、风力机等,用于增加井下通风量。
4.抽瓦斯装置:抽采瓦斯机、风机等,用于抽取底板瓦斯。
(三)管理1.制定安全生产制度和操作规程,确保矿工遵守安全操作规程。
2.加强安全教育和培训,提高矿工的防范意识和应急能力。
3.定期检查和维修设备,确保装备和设施的安全性和可靠性。
4.建立瓦斯预警和应急预案,及时处理瓦斯超标和突发状况。
5.加强瓦斯监测和管理,定期检查矿井的通风情况和瓦斯浓度,做好记录和分析。
二、瓦斯综合防治技术的具体措施(一)通风措施1.合理配置通风系统,增加通风量。
可以采用多路供风和多路回风方式增加通风量。
2.设置风流阻挡和控制装置,避免瓦斯扩散。
可以采用风门、风闸等控制装置。
3.定期检查通风系统,确保通风设备正常工作。
4.瓦斯超标时采取局部通风措施,将瓦斯排到矿井外部。
(二)水力措施1.注水形成水及泡沫屏障,阻止瓦斯扩散。
2.设置堰水,将井底积水及时排除,避免产生瓦斯。
高产高效矿井的瓦斯综合防治技术修订稿

高产高效矿井的瓦斯综合防治技术Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】高产高效矿井的瓦斯综合防治技术作者:王春光摘要:随着煤炭企业的发展,部分矿井已经进入深部开采,加上大型矿井的不断建设,瓦斯灾害已经成为矿井开采发展的主要障碍,文章分析了高产高效工作面涌出瓦斯的来源及涌出规律从不同的方面介绍现代化高产高效矿井的瓦斯综合防治技术。
关键词:高产高效;瓦斯;上隅角;采空区;综合防治高产高效工作面通常指煤层瓦斯含量不大,但由于机械化程度高,开采强度大、产量集中,在生产过程中,瓦斯涌出量较大,经常造成上隅角和回风瓦斯超限的工作面。
在全国51个高产高效工作面矿井中,有17个属于高瓦斯或瓦斯突出矿井,占总数的33%,有68%的高产高效工作面存在着严重的瓦斯超限问题。
在低瓦斯矿井,高产高效工作面由于瓦斯超限影响生产的时间约为正常时间的1/8~1/12,而在高瓦斯矿井或突出矿井,则高达1/3~1/4。
瓦斯问题成为制约高产高效的主要障碍。
掌握高产高效工作面瓦斯来源构成、瓦斯涌出特征、时空分布的规律以及瓦斯涌出与开采技术条件和地质因素的关系,可为研究高产高效工作面瓦斯综合治理方案提供可靠依据。
1 高产高效工作面瓦斯涌出规律与其他采掘工作面相比,高产高效工作面有以下基本特点:采用综合机械采煤,机组割煤比较连续、工作面推进速度快、采落煤块较小、粉煤较多、工作面长度大、走向长度长、采用胶带运输机运煤速度快。
例如平顶山矿区煤层瓦斯含量不是很高,但由于开采强度大,产量集中,加之厚煤层分层开采或邻近层太近,使瓦斯涌出量急剧增加,造成回风巷和局部瓦斯集聚(尤其是上隅角)。
高产高效工作面的瓦斯来源研究工作面瓦斯的来源,查明各个来源的涌出比例,然后分源进行治理,对瓦斯防治工作很有意义。
研究表明,含瓦斯煤层在开采时,受采掘作业影响,煤层及围岩中的瓦斯赋存平衡条件遭到破坏,受采动影响区域内的煤层、围岩中的瓦斯将涌入工作面,构成采掘工作面瓦斯涌出的组成部分。
高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术

高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术摘要:高瓦斯矿井是指瓦斯涌出量大于或等于10m3/t的矿井,由于瓦斯对矿井安全造成的威胁性较大,所以高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术显得尤为重要。
本文主要从瓦斯抽放、瓦斯灭火和瓦斯检测等方面介绍了高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术。
关键词:高瓦斯矿井,瓦斯抽放,瓦斯灭火,瓦斯检测第一章:引言高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术是保障矿工生命安全和矿井正常生产的重要手段。
随着煤矿的不断深入开采,瓦斯涌出量日益增加,瓦斯管控已成为矿井安全管理的重要环节。
本文主要从瓦斯抽放、瓦斯灭火和瓦斯检测等方面探讨高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术。
第二章:瓦斯抽放技术2.1 煤自燃火灾当煤矿井巷气体浓度达到烧点(15%--20%)以上或矿山矸石内部温度高达500℃以上时,煤矸石发生明火自燃,同时伴随着大量的有毒气体(如CO、CO2等)的生成。
针对此种情况,应采取瓦斯抽放技术,将有毒气体及时排放出来,防止其对矿工产生危害。
2.2 煤尘爆炸煤尘是引起煤矿井筒线中平煤极限爆炸的主要原因之一,如果采用合理的瓦斯抽放技术,将煤尘在采空区域及时抽放出来,有效地降低矿井筒线中的煤尘浓度,可以有效避免煤尘爆炸的发生。
2.3 瓦斯抽放管道在矿井中安装瓦斯抽放管道是高瓦斯矿井瓦斯综合防治技术的一种重要手段。
瓦斯抽放管道应按照相关标准进行选材和安装,保证其牢固可靠。
同时,要合理设计瓦斯抽放管道的布置,保证其抽放效果。
第三章:瓦斯灭火技术3.1 灭火器材的使用在高瓦斯矿井中,应广泛使用灭火器材,如泡沫灭火器、二氧化碳灭火器等。
这些灭火器材可以快速对火源进行灭火,并避免燃烧过程中产生大量的有毒气体。
3.2 瓦斯灭火槽建立瓦斯灭火槽是一种常见的瓦斯灭火技术。
通过在矿井中设置瓦斯灭火槽,可以将瓦斯引导到灭火槽中进行燃烧,进而达到灭火的目的。
瓦斯灭火槽的建立需要依靠专业的设计和安装,确保其工作效果。
3.3 瓦斯灭火剂的使用瓦斯灭火剂是一种将灭火液体喷射到火源上进行灭火的技术。
应对高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范文

应对高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范文高瓦斯矿井是指瓦斯含量在0.1%以上的矿井。
高瓦斯矿井引发的瓦斯事故严重,给矿工的安全带来了极大的威胁。
为了应对高瓦斯矿井的瓦斯,需要采取综合防治技术,包括瓦斯抽放、瓦斯抽采、瓦斯控制等措施。
本文将介绍高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术。
一、瓦斯抽放技术瓦斯抽放技术是指通过钻孔、钻井等方式将矿井内积聚的瓦斯抽放到地面。
该技术的原理是利用钻孔和钻井的方式,打通矿井和地面之间的通道,从而实现瓦斯的抽放。
具体操作包括以下几个方面:1. 钻孔布设: 根据瓦斯的分布情况,在井筒埋设一系列钻孔,使其分布均匀,以便于瓦斯的抽放。
2. 钻孔装置: 选择适宜的钻孔装置,如夯实钻孔机、钻探机等。
钻孔机的主要作用是钻孔并击碎地层,将瓦斯储层与钻井眼连接起来。
3. 钻孔操作: 在钻孔时,要严格控制孔深、孔径等参数,使其与待抽放瓦斯量相适应。
在操作过程中,应注意对井筒进行冲洗、冷却等处理,避免短路和积储煤层冲刷产生4. 钻孔维护: 钻孔完成后,要定期进行维护,保持钻孔通畅,避免积存的矿井瓦斯。
通过瓦斯抽放技术,能够减缓矿井中瓦斯积存的速度,降低瓦斯浓度,提高矿工的安全。
二、瓦斯抽采技术瓦斯抽采技术是指利用瓦斯抽采设备将矿井中的瓦斯抽采到地面。
瓦斯抽采的具体过程包括以下几个步骤:1. 设备布置: 根据矿井的具体情况,确定瓦斯抽采设备的布置方式,包括抽采井眼的位置和数量等。
2. 抽采设备的选择: 根据矿井的特点、瓦斯的含量、流量等因素,选择合适的瓦斯抽采设备,如风机、水封等。
3. 抽采操作: 在进行瓦斯抽采时,要根据矿井的瓦斯含量和流量,合理调整设备的运行参数,保持抽采效果稳定。
4. 抽采效果监测: 定期对抽采效果进行监测,确保抽采效果满足要求。
同时,还需要进行抽采设备的维修和保养,确保设备的正常工作。
通过瓦斯抽采技术,能够有效地减少矿井中瓦斯的积累,减少瓦斯事故的发生。
三、瓦斯控制技术瓦斯控制技术是综合利用瓦斯的特性和规律,通过控制和调节瓦斯的扩散和积聚,减少瓦斯事故的发生。
高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范本

高瓦斯矿井的瓦斯综合防治技术范本瓦斯是在矿井中产生的一种可燃气体,如果不采取有效的防治措施,会对矿工的生命安全和矿井的正常生产造成严重威胁。
因此,开展高瓦斯矿井瓦斯综合防治工作具有重要的意义。
在下面的篇幅中,我们将详细介绍高瓦斯矿井瓦斯综合防治技术范本,内容包括瓦斯预测与监测、瓦斯抽采与抑制、瓦斯灭火与防爆等方面。
希望能对相关矿井的安全生产提供参考和帮助。
一、瓦斯预测与监测瓦斯预测与监测是瓦斯综合防治的起始点和基础工作。
通过合理布设瓦斯监测点,建立可靠的瓦斯监测系统,可以及时准确地掌握瓦斯的分布情况和浓度变化趋势,为制定合理的防治措施提供数据支持。
1. 布设瓦斯监测点合理布设瓦斯监测点是确保监测系统的有效性和可靠性的前提。
需要考虑以下几个因素:矿井地质条件、瓦斯发生和分布规律、通风系统情况、采煤工艺等。
通过综合分析和交叉比较,确定瓦斯监测点的位置和数量。
2. 建立瓦斯监测系统建立瓦斯监测系统包括设备购置、监测点联网、数据传输、数据处理和报警管理等环节。
需要选用合适的瓦斯监测仪器和设备,确保其准确性和可靠性。
建立联网系统,将监测点与数据中心相连,实现数据实时传输和集中管理。
对传输的数据进行处理和分析,生成相关报表和图表,并对异常情况进行及时报警和处理。
二、瓦斯抽采与抑制瓦斯抽采和抑制是降低瓦斯浓度、控制瓦斯积聚的重要手段。
通过合理利用通风系统和瓦斯抽采设备,实现对瓦斯的有效控制,确保矿井内的瓦斯浓度在安全范围内。
1. 通风系统的优化设计通风系统是瓦斯抽采和抑制的基础。
通过对矿井的通风系统进行优化设计,可以改善矿井的通风环境,减少瓦斯积聚的可能性。
主要包括以下几个方面的内容:选用适合的通风机型、调整通风系统的布局和参数、合理设置导流、进风和回风井等。
2. 瓦斯抽采设备的合理选用根据矿井的具体情况,选择合适的瓦斯抽采设备。
常用的瓦斯抽采设备有风机、瓦斯抽放泵、瓦斯水枪等。
需要根据矿井的通风需求和瓦斯产生的位置和分布情况,确定抽采系统的类型、数量和布置方式,并进行相应的调试和管理工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高产高效矿井的瓦斯综合防治技术公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]高产高效矿井的瓦斯综合防治技术作者:王春光摘要:随着煤炭企业的发展,部分矿井已经进入深部开采,加上大型矿井的不断建设,瓦斯灾害已经成为矿井开采发展的主要障碍,文章分析了高产高效工作面涌出瓦斯的来源及涌出规律从不同的方面介绍现代化高产高效矿井的瓦斯综合防治技术。
关键词:高产高效;瓦斯;上隅角;采空区;综合防治高产高效工作面通常指煤层瓦斯含量不大,但由于机械化程度高,开采强度大、产量集中,在生产过程中,瓦斯涌出量较大,经常造成上隅角和回风瓦斯超限的工作面。
在全国51个高产高效工作面矿井中,有17个属于高瓦斯或瓦斯突出矿井,占总数的33%,有68%的高产高效工作面存在着严重的瓦斯超限问题。
在低瓦斯矿井,高产高效工作面由于瓦斯超限影响生产的时间约为正常时间的1/8~1/12,而在高瓦斯矿井或突出矿井,则高达1/3~1/4。
瓦斯问题成为制约高产高效的主要障碍。
掌握高产高效工作面瓦斯来源构成、瓦斯涌出特征、时空分布的规律以及瓦斯涌出与开采技术条件和地质因素的关系,可为研究高产高效工作面瓦斯综合治理方案提供可靠依据。
1 高产高效工作面瓦斯涌出规律与其他采掘工作面相比,高产高效工作面有以下基本特点:采用综合机械采煤,机组割煤比较连续、工作面推进速度快、采落煤块较小、粉煤较多、工作面长度大、走向长度长、采用胶带运输机运煤速度快。
例如平顶山矿区煤层瓦斯含量不是很高,但由于开采强度大,产量集中,加之厚煤层分层开采或邻近层太近,使瓦斯涌出量急剧增加,造成回风巷和局部瓦斯集聚(尤其是上隅角)。
高产高效工作面的瓦斯来源研究工作面瓦斯的来源,查明各个来源的涌出比例,然后分源进行治理,对瓦斯防治工作很有意义。
研究表明,含瓦斯煤层在开采时,受采掘作业影响,煤层及围岩中的瓦斯赋存平衡条件遭到破坏,受采动影响区域内的煤层、围岩中的瓦斯将涌入工作面,构成采掘工作面瓦斯涌出的组成部分。
采场范围内涌出瓦斯的地点即为瓦斯源。
很显然瓦斯涌出源的多少、各源涌出瓦斯量的大小直接影响采场的瓦斯涌出量。
研究表明,回采工作面瓦斯涌出关系如图1所示。
图1 高产高效工作面的瓦斯来源构成示意图由图1可以看出,回采工作面瓦斯涌出包括3部分,即落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出。
采空区瓦斯涌出又由3部分组成,即围岩瓦斯涌出、回采丢煤瓦斯涌出、邻近层瓦斯涌出。
这3部分瓦斯随着采场内煤、岩层的变形或垮落而卸压。
按各自的规律涌入采空区,混合在一起。
然后,在浓度差,主要是矿井通风负压的作用下涌向工作面。
下面将主要阐述高产高效工作面煤壁、落煤、采空区3部分的瓦斯涌出规律。
高产高效工作面瓦斯涌出规律(1)煤壁瓦斯涌出规律。
当割煤机不断割煤,新鲜煤壁不断暴露,在矿山压力的作用下,工作面前方煤体中的应力平衡状态遭到破坏,出现了透气性大大增加的卸压带,由于煤体内部到煤壁之间存在着瓦斯压力梯度,瓦斯得以沿卸压带的裂隙向工作面涌出。
瓦斯涌出强度随着煤壁暴露时间的延长而降低。
(2)采落煤块的瓦斯涌出规律。
采煤机落煤把煤粉碎成各种块粒状煤,提高了煤的瓦斯解吸强度,导致瓦斯涌出量的增加。
研究表明,采落煤块的瓦斯涌出强度与煤壁一样,也随时间的增加而减少。
(3)采空区瓦斯涌出规律。
采空区的瓦斯浓度随采空区深度的增加而增高,即离采掘面越远瓦斯浓度越高;采空区内顶板瓦斯浓度高于底板瓦斯浓度;采掘面采用上行通风时,采空区上部(回风侧)瓦斯浓度比下部高。
由采空区瓦斯涌出的来源可知,采空区瓦斯涌出也是由煤块和煤层暴露面等涌出构成,因此也和落煤、煤壁是按同一形式衰减曲线逐渐枯竭的。
研究表明,在工作面初采时,从开切眼开始向前推进,采空区从无到有,随着采空区面积的扩大,采空区瓦斯也逐渐增大,在老顶首次垮落之前采空区瓦斯涌出量较小,当老顶初次垮落后,采空区瓦斯涌出量出现一个峰值,随工作面推进,采空区瓦斯涌出量又增加,随后涌出量又减少,以后发生周期性老顶冒落时,瓦斯涌出量也出现上述的周期变化。
但增加到一定值时,在开采条件基本不变的条件下,采空区瓦斯涌出量将趋于稳定。
2 高产高效工作面瓦斯综合治理目前国内瓦斯治理措施主要有抑制瓦斯涌出及减小工作面瓦斯涌出2类。
抑制瓦斯涌出主要有采用煤体注水等方法。
减小工作面瓦斯涌出主要有改善通风系统,减少通风设施的漏风量,减小通风阻力;改变通风方式,增加进风巷或回风巷,采用均压通风;采用尾巷、高抽巷;采用地面钻孔、顶板走向钻孔、高位钻孔;预抽煤层瓦斯等方法。
抑制瓦斯涌出适用于工作面瓦斯涌出量不大时使用。
减小工作面瓦斯涌出则是治理高产高效工作面瓦斯的根本措施。
目前应用较多的则是采用预抽煤层瓦斯和采用顶板走向钻孔以及采用尾巷、高抽巷等方式治理采空区涌出瓦斯。
预抽煤层瓦斯一般在瓦斯含量较大,煤层透气性系数较高煤层中使用,而对于瓦斯含量较小的煤层使用效果不明显。
顶板走向钻孔、地面钻孔及尾巷抽放则主要是针对采空区瓦斯抽放。
由于高产高效开采一般采空区遗煤较多,采空区瓦斯涌出较大,因此顶板走向钻孔及尾巷抽放效果较好,应用十分广泛。
工作面通风优化由于工作面通风不合理可能造成瓦斯积聚和超限,可以通过改变通风方式、增大风量、减少漏风等措施使风量能够解决较大的瓦斯。
山西潞安矿业集团王庄矿6108综采面为解决综采回风隅角的瓦斯超限,在6108距切眼20m处掘一横贯与老空区贯通,61下山放水巷车场密闭打开一个面积约为0.9m2的通风口,这样6108工作面风流分为两部分:一部分经回风巷进入61采区回风巷;另一部分经采空区和61下山放水巷进入61采区回风巷,对采空区瓦斯实现了分流治理(见图2)。
该工作面于2000年6月开始回采,到2001年中旬回采完毕,没有出现瓦斯超限现象。
图2 6108工作面通风示意图回采期间,工作面的供风量平均为1280m3/min,其中,回风巷回风1150m3/min,61下山放水巷分流回风量130m3/min,占工作面总风量的10%。
工作面平均瓦斯涌出量5m3/min,最大瓦斯涌出量达到9.3m3/min,分流瓦斯量平均1.2m3/min,最大分流量2m3/min,平均分流量24%。
利用钻孔抽放减少瓦斯向工作面涌出钻孔抽放是随着钻探设备发展而发展的,由于其操作简便、节省工作量、成本较低,在许多矿区应用越来越广泛。
钻孔分为地面钻孔、穿层钻孔、顺层钻孔等。
穿层钻孔又分为高位钻孔和低位钻孔,顺层钻孔分为平行钻孔和交叉钻孔。
2.2.1 地面钻孔由于采动影响,在煤层的顶板和底板的围岩内产生裂隙,特别在采空区上方形成冒落带和裂隙带,造成邻近煤层的卸压,引起瓦斯的卸压流动效应,邻近煤层与围岩中的大量卸压瓦斯,通过层间的裂隙涌向开采层的回采面。
瓦斯涌入量的大小与邻近煤层的层数、层间距及岩性、煤层厚度及瓦斯含量有关,还和开采层采高、倾角、工作面走向、倾斜长度、顶板管理方法等有关。
工作面回采过程中,地面钻孔主要抽出上裂隙带卸压层内的高浓度瓦斯,截阻其向采面的涌入。
此间冒落带煤层内的瓦斯和下邻近煤层的卸压瓦斯大量地涌入工作面采空区,并随着工作面的不断推进,采空区冒落高度和范围逐渐增大,通风负压逐渐变弱。
当地面钻孔抽放负压大于井下通风负压时,地面钻孔将连续抽出积存于采空区内的瓦斯。
在工作面采完后,上、下邻近层的瓦斯继续向采空区涌入,封闭采掘面后,地面钻孔可以长期抽放老空区瓦斯。
在邻近采诀面开采时,采空区互相连通,钻孔还可以抽出邻近采区的采空区瓦斯。
从以上分析可以看出,地面钻孔无论在工作面回采期间,还是在工作面采完后,都可以长期抽出邻近层和采空区的瓦斯,降低涌入开采巷道的瓦斯量和风流中的瓦斯浓度,减轻通风负担,保证安全生产。
由于地面钻孔的钻孔成本较高,在我国应用不多,主要在我国平顶山矿业集团、阳泉矿业集团和宁夏煤业集团等地应用。
平顶山十矿-320m水平戊10-20100工作面应用了地面钻孔进行抽放。
通过计算该矿瓦斯涌出量为~28.8m3/min,通风能够排出13m3/min,这说明单靠通风不能解决瓦斯问题,必须进行抽放,抽放纯量为~15.8m3/min。
该工作面于1999年4月3日开始回采,4月23日地面钻孔开始抽放瓦斯,连续抽放效果显着。
1个月抽出纯瓦斯7万m3,抽放参数见表1。
抽放瓦斯浓度、纯瓦斯流量变化曲线如图3所示。
表1 钻孔参数表图3 抽放瓦斯浓度、纯瓦斯流量变化曲线图抽放回采工作面回风流瓦斯浓度比抽放前降低%左右。
抽放前回采工作面产量由于受瓦斯超限的制约,不能达到设计能力;抽放后由于工作面瓦斯浓度的降低,使工作面平均日产量由1800t增加到2600t。
高位钻孔抽放高位钻孔是在风巷向煤层顶板施工的钻孔。
高位钻孔瓦斯抽放又称顶板裂隙带抽放,主要作用是以工作面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道来抽放工作面煤壁及上隅角涌出的瓦斯。
根据一系列回采工作面矿山压力规律的研究,煤层随工作面回采,在工作面周围将形成一个采动压力场,采动压力场及其影响范围在垂直方向上形成3个带,即冒落带、裂隙带和变曲下沉带。
在水平方向上形成3个区,即煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区。
在这个采动压力场中形成的裂隙空间,便成为瓦斯流动通道。
通过钻孔内的负压,加速了瓦斯的流动,使高位钻孔能够抽出瓦斯,并且抽放量大大超过本煤层瓦斯的抽放量。
一些高位钻孔实现了超前抽放,即工作面离钻孔口还有一段距离时,能抽出高浓度瓦斯,这说明煤、壁支撑影响区内煤层顶板已有裂隙作为瓦斯通道。
这部分瓦斯显然是煤壁中原始煤体释放的。
随着采动影响,工作面煤壁受压形成瓦斯解吸,解吸的瓦斯又通过煤壁裂隙和顶板裂隙流入抽放钻孔,这是高位钻孔能抽到高浓度瓦斯的原因,也是高位钻孔的重要作用点。
高位钻孔抽到上隅角瓦斯是在钻孔的后期,随着钻孔的垂高变小,到接近冒落带或进入冒落带时才出现,这时抽放瓦斯浓度变小。
只要钻场钻孔还保留,仍能够发挥作用。
利用高位钻孔抽放瓦斯是有效解决工作面瓦斯超限问题的一项重要措施。
积聚在采空区顶板裂隙带的瓦斯量非常大,在井下通风压力变化时这些瓦斯容易流动到采煤工作面,造成工作面瓦斯严重超限。
为了实现最佳的高位钻孔瓦斯抽放效果,需要对高位钻孔进行抽放参数优化设计和试验工作。
抽放高度主要取决于裂隙带的高度和裂隙带的可抽高度。
为了求得可抽高度,进行了多种孔深的抽放试验,并把某个范围内能抽到高浓度瓦斯的高度称为可抽高度。
用终孔高度(H1)、高浓度起点高度(H2)和高浓度终点(H3)3个参数来控制可抽高度指标。
在平煤集团高位钻孔瓦斯抽放最大高度为24m,高浓度终点最小高度为6.4m,因此可以将高位钻孔抽放高度区间确定为~24m。
钻孔终点高度确定为25m。
有效平距包括孔外抽放平距和孔内抽放平距。