潞安高产高效综放工作面瓦斯治理技术

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采空区埋管抽放瓦斯在王庄矿6206综放面的应用

采空区埋管抽放瓦斯在王庄矿6206综放面的应用
这就 使得 瓦斯 难 以被 风流 带走 排 出 , 成 该 处 的 瓦 造
在抽 放 硐室 进 气 管 路 上安 装 监 控 监 测 设 备 , 能
斯积聚 , 见图 1 。在综采放顶煤工作 面, 因排头 、 又 排尾 架不 放煤 ,更是 形 成 了 风流 的死 角 , 排 尾 架 使
收 稿 日期 :0 80 — 20 - 1 9 7
到 4 01 后 , 巷专 用 抽 排 风 机 解 决 上 隅 角 瓦斯 的 0 I 尾 T
图 2 采 空区埋管抽放解决上隅角瓦斯示意
3 采 空区埋管法治理上 隅角瓦斯实施方案
在6 2下 山专 用 回风 巷和 6 道之 问建立 瓦斯 2轨 抽 放硐 室 , 6 在 2下 山专 回 和 6 0 2 6风 巷 内 布 置抽 放
8 n/ i, 套 电机 功 率 10k , 用 “ 专 ” 5i rn 配 a 1 W 采 三 供 电; 考虑 到 垮落 的煤 和 岩 石 碰 到 埋 管 时 可 能产 生 火
花 引起 危 险 , 用外 径 为 3 7mm 的 P 选 7 E管 。
回风 口呈直角转弯 , 使得上 隅角风流形 成涡流 区,
l 60 2 6工作 面概况
王 庄 煤 矿 主 采 的 3 煤 层 赋 存 于 二 叠 系 山西 组
和后 溜机尾 处 瓦斯 积 聚更加 突 出 。
上 隅角
地层中下部 , 为陆相湖泊型沉积 , 煤层厚度稳定 , 为 62 6 8m, .~ . 平均 6 5m . 。全煤含夹矸 5层 , 上部含 夹矸 2层 , 下部含增值矸 3层 , 累计厚度为 0 41。 . I T 煤 层倾角 5~6 。 。 60 2 6工 作 面位 于 6 2采 区下 山 , 本 矿 埋 藏 最 是 深 的工作 面 之一 。工 作 面运 巷 沿 南 北 方 向布 置 、 长 度为 1 0 ; 0i 工作面前 60i 8 n 8 n切眼长为 121, 4 I T 后 110I切 眼长 为 28m。工 作 面 采 用 一 次 采 全 高 2 n 3

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(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。

综采工作面回采期间上邻近层瓦斯治理技术

综采工作面回采期间上邻近层瓦斯治理技术

862022年第1期收稿日期2021-09-06作者简介 陈建飞(1987—),男,山西万荣人,2013年毕业于山西大同大学采矿工程专业,本科,工程师,现从事煤矿通风管理工作。

综采工作面回采期间上邻近层瓦斯治理技术陈建飞(山西焦煤有限责任公司官地煤矿,山西 太原 030022)摘 要 针对本煤层工作面开采过程中,上近邻煤层和采空区瓦斯涌入影响工作面安全开采的问题,以官地煤矿23511工作面为背景,针对上部实体煤和采空区两种情况,分别布置顶板钻孔和裂隙带钻孔以及采空区钻孔,解决了工作面瓦斯涌出量大、瓦斯浓度高的问题。

现场实测:工作面瓦斯抽采率达到72.7%,回风流瓦斯浓度平均0.2%,有效保障了工作面安全高效生产。

关键词 综采工作面;上邻近层;瓦斯抽采;瓦斯浓度中图分类号 TD712+.6 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2022.01.032Gas Control Technology of Upper Adjacent Layer in Fully Mechanized Mining Face during MiningChen Jianfei(Guandi Coal Mine of Shanxi Coking Coal Co., Ltd., Shanxi Taiyuan 030022)Abstract: In view of the problem that gas gushing into the upper adjacent coal seam and goaf affects the safe mining of the working face during the mining process of this coal seam, taking the 23511 working face of Guandi Coal Mine as the background, aiming at the two situations of upper solid coal and goaf, roof drilling, fracture zone drilling and goaf drilling are arranged respectively, which solves the problems of large gas emission and high gas concentration in the working face. Field measurement shows that the gas extraction rate of the working face is 72.7%, and the average gas concentration of the return air is 0.2%, which effectively ensures the safe and efficient production of the working face.Key words: fully mechanized mining face; upper adjacent layer; gas extraction; gas concentration在工作面开采过程中,本煤层瓦斯和邻近层瓦斯对工作面安全开采影响巨大,邻近煤层瓦斯涌出会导致工作面瓦斯含量异常升高,制约工作面安全高效开采[1-4]。

煤矿高标准瓦斯管理技术与实践研究

煤矿高标准瓦斯管理技术与实践研究

《 规程》 规定 : 井下爆炸材料 库、 机电设备硐 室、 检修硐室 、 材料库 、 井底车场 、 使用带式输送机 或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道 中, 应备有灭火器材 , 其数量、 规格和存放地点 , 应
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维普资讯
第 4期
刘过兵等 : 煤矿 高标 准瓦斯管理技 术与实践研究
具备完善的瓦斯超限报警及断电功能。 《 规程》 规定 : 低瓦斯矿井 的采煤工 作面 , 必 须在工作面设置 甲烷传感器。高瓦斯和煤 ( ) 岩 与 瓦斯突出矿井 的采煤工作面, 必须在工作面及其 回风巷设置甲烷传感器 , 在工作面上隅角设置便 携式甲烷检测报警仪。低瓦斯矿井 的煤巷 、 半煤 岩巷和有瓦斯涌 出的岩巷掘进 工作面 , 必须在工 作面设置 甲烷传感器。高瓦斯 、 ( 与瓦斯突 煤 岩) 出矿井的煤巷 、 半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘 进工作面, 必须在工作面及其 回风流 中设置 甲烷 传感器…。 潞安规定 : 所有采 、 掘面必须按高瓦斯采 、 掘 面的规定布置瓦斯传感器。形成通风系统的备用 采煤面及回撤面的回风流中必须设置瓦斯传感器 实时监控瓦斯浓度 。
创新提出了矿井特殊环节瓦表1潞安集团20012005瓦斯治理技术科研获奖课题统计获奖年度课题名称获奖等级2000五阳煤矿高瓦斯区瓦斯治理研究潞安集团公司一等奖200092安全性生产监测监控系统的应用山西省长治市科技二等奖2000常村矿si一6工作面瓦斯综合治理山西省长治市科技二等奖2000单一厚煤层矿井高瓦斯区瓦斯治理综合研究山西省长治市科技三等奖20017510综采工作面瓦斯综合治理研究实践潞安集团公司二等奖2001综采放顶煤工作面瓦斯排放巷锚杆支护技术研究山西省科技进步二等奖2001金字塔安全系统管理法第八届国家级现代化管理创新成果二等奖2005潞安矿区三号煤层瓦斯赋存及涌出预测研究潞安集团公司技术创新二等奖2005五阳煤矿kj66安全生产综合监测监控系统潞安集团公司技术创新三等奖200562采区风井场地扇风机位置优化布置研究潞安集团公司技术创新三等奖2005王庄矿西回风井通风系统改造潞安集团公司技术革新成果一等奖2005五阳矿瓦斯超限短消息sms报警系统潞安集团公司技术革新成果二等奖2005王庄矿瓦斯日报管理系统潞安集团公司技术革新成果二等奖2005矿用一氧化碳报警仪检测装置潞安集团公司技术革新成果二等奖2005可视化矿井通风网络解算系统开发潞安集团公司技术革新成果三等奖14维普资讯第4期刘过兵等

治理瓦斯的技术方案及措施

治理瓦斯的技术方案及措施

治理瓦斯的技术方案及措施
煤矿瓦斯是煤矿生产过程中必不可少的安全隐患。

瓦斯的爆炸极易造成人员伤亡和财产损失,因此,煤矿企业需要采取科学有效的技术方案和措施进行瓦斯治理。

瓦斯防治技术方案:
1. 瓦斯抽采技术:采用瓦斯抽采设备将井底的瓦斯抽取出来,以减少瓦斯的积累,为矿工提供更为安全的工作环境。

2. 瓦斯治理技术:例如瓦斯拦截、瓦斯涌出处理、瓦斯地下压制、瓦斯抽放路线选定等方法。

3. 瓦斯利用技术:在矿山生产系统中配置瓦斯利用设施,使瓦斯得到利用而不造成环境污染,同时也为企业带来经济效益。

瓦斯治理措施:
1. 瓦斯采集系统:在井下布置专业瓦斯采集设备,采集瓦斯并送至地面处理,减少瓦斯积聚,降低爆炸风险。

2. 通风系统:加强通风系统、优化通风路线,将井下空气保持流动,瓦斯消散。

3. 安全番号制度:建立瓦斯检查与报警制度,通过瓦斯感知器等设备,对井下的瓦斯浓度、压力和温度等参数进行实时监控和报警。

4. 人员培训:增强煤矿作业人员的安全意识和应变能力,提高他们对瓦斯安全生产的认知,以避免瓦斯事故的出现。

5. 瓦斯利用:将瓦斯送至地面的瓦斯处理设备,通过燃烧、制取化学品等多种方式,对瓦斯进行利用,减少环境污染的同时,实现瓦斯资源的最大化利用。

总之,煤矿企业必须重视瓦斯治理,严格遵守瓦斯安全生产标准,加强瓦斯检测、抽采和利用等方面的技术管理,并对煤矿作业人员进行培训和教育,落实好各项瓦斯安全生产责任制,以确保矿安全生产。

工作面初采初放期间瓦斯防治、防灭火措施及一通三防安全管理制度

工作面初采初放期间瓦斯防治、防灭火措施及一通三防安全管理制度

401103综放工作面初采初放期间的瓦斯综合治理、防灭火措施及“一通三防”安全管理制度综放工作面初采初放期间,老顶没有来压之前,顶板周期来压的规律性不明显,瓦斯防治以及防灭火等各项措施,在此阶段都有一定的特殊性,为了确保此阶段的瓦斯治理以及防灭火等工作能顺利进行,确保401103工作面安全生产,特制定本措施。

第一部分初采初放期间瓦斯综合治理措施在401103工作面初采推过3-10m时受采动影响,切眼后部受压的瓦斯涌向液压支架后方空间,在未冒落以前积存了大量瓦斯,随着工作面初采往前推进,支架后方逐渐冒落,尤其较大面积冒落时,瓦斯瞬间释放涌向回采工作面,势必影响到工作面的安全生产,为确保回采期间工作面安全生产特制定如下安全技术措施。

一、加强通风系统管理1、根据工作面需风量的实际计算,同时考虑初采期间高抽巷抽采作用受限。

在初采初放期间,工作面切眼配风2280m3。

为确保通风系统合理和有效的通风断面,每天进行1次风量测定,确保系统稳定。

2、保证通风设施完好,每天对401103进风措施巷风门、401103进风巷回风道调节墙、401103回风措施巷风门、高抽巷联巷闭墙等通风设施进行检查、维护。

二、瓦斯综合抽采管理1、高抽巷瓦斯抽采系统401103高位瓦斯抽放巷布置在4煤顶板以上8~12m稳定岩层中,与回风巷平行布置,内错回风顺槽20m。

随着工作面的推进,上部的煤层及直接顶受到破坏,形成裂隙与高抽巷连通使高抽巷发挥作用。

采空区裂隙带高抽巷中央一号回风大巷(5#抽采系统)采空区裂隙带高抽巷中央一号回风大巷20#联巷、21#联巷中央二号回风大巷(1#抽采系统)2、上隅角瓦斯抽采系统回采前在距切眼向外30米处将上隅角管路进行改造,加装三通,安设2趟φ315瓦斯抽采管路至工作面上隅角,用于工作面初采期间上隅角瓦斯抽采。

此抽采系统是低负压高流量,在初采初放期间,有大量瓦斯卸压释放涌出,在此期间保证管路畅通,及时清理杂物,充分抽除涌出的瓦斯,提高此系统抽采效率。

采煤工作面初次放顶期间瓦斯强化安全技术措施

采煤工作面初次放顶期间瓦斯强化安全技术措施说明:111102采煤工作面现已安装完毕,即将进入联合试运转时期,为加强111102采煤工作面通风、瓦斯、机电管理,确保采煤工作面初次放顶期间的瓦斯治理安全,特制定本措施,望有关单位严格执行。

一、凡是在111102采煤工作面工作的人员,必须爱护好通风设施和防尘设施,严禁损坏、撞坏和同时敞开任何地点的一组风门,以防造成风流短路,影响到111102采煤工作面及其他地点的风量,发生瓦斯事故。

二、凡是在111102采煤工作面工作的所有人员,必须充分认识到瓦斯对矿井安全生产的危害,一切为瓦斯管理让路,综采队必须协助通防部搞好111102采煤工作面的瓦斯管理。

三、通防部、综采队要有队长或班长跟班,安全监察员必须跟班盯现场,并负责监督实施本措施。

四、综采队必须每班一次、机电部必须每天一次对111102采煤工作面的所有电气设备进行一次检查,杜绝失爆现象。

五、工作面初次放顶期间,成立瓦斯治理领导小组,由领导小组具体负责首采面初次放顶期间的瓦斯治理安全工作。

组长:刘须超副组长:赵以乐、刘俊领、唐永红、袁宏道成员:徐正雄、宋立新、王斌、邓小成。

六、对通修队的要求:1、通修队必须保证111102采煤工作面的风量不低于1270m3/min,测风员至少每10天对111102采煤工作面的风量测定一次,并根据生产和现场瓦斯情况随时进行调整测定,发现问题及时汇报,积极采取有效措施进行处理。

2、111102采煤工作面必须派责任心强、素质高、业务熟练的瓦检员、放炮员进行工作。

3、通修队必须将一采区所有风门、调节风门设好闭锁装置,并派专职人员管理好风门,发现风门被撞坏、损坏必须及时汇报通防部、通修队等有关部门,以便及时修复,并找出责任者严加处罚。

4、111102采煤工作面瓦斯员发现风流不稳定、风量减少,必须立即查明原因,并及时汇报区队采取有效措施进行处理。

5、111102采煤工作面的瓦检员要携带瓦斯杖或长胶管随时掌握好上隅角、面前瓦斯变化情况,将每次检查的结果及时通知现场的工作人员,并严格执行好瓦斯检查制度和现场交接班制度。

综采工作面综合安全技术措施

综采工作面综合安全技术措施1. 引言综采工作面作为矿山开采中一个重要的工作区域,安全管理和技术措施显得尤为重要。

本文将介绍综采工作面综合安全技术措施的相关内容,主要包括透水防治、防尘措施、通风系统、瓦斯抽放和灭火系统等方面。

2. 透水防治在综采工作面,透水是一个常见的问题,也是一个安全隐患。

为了有效防治透水问题,可以采取以下技术措施:•定期进行渗流水的监测,及时掌握工作面透水情况。

•配备适当的抢险设备和人员,并进行相关的应急演练。

•设置合理的防水墙和护坡,防止水流进入工作面。

•使用合适的地质勘探技术,提前了解地质情况,采取针对性的措施。

3. 防尘措施综采工作面往往会产生大量的粉尘,对工人的健康产生不良影响。

为了控制粉尘的产生和扩散,需要采取以下措施:•使用湿式减尘技术,将喷水设备安装在合适的位置,保持工作面的湿度。

•使用室外排风系统,将工作面的粉尘排放到室外,减少粉尘对工人的直接影响。

•配备适当的个人防护设备,如口罩、防尘眼镜等,保护工人的呼吸系统和眼睛。

4. 通风系统通风系统在综采工作面的安全管理中起着重要作用。

它主要有以下功能:•提供新鲜空气,保持工作面的氧气含量。

•排除工作面产生的有害气体,如一氧化碳、硫化氢等。

•控制温度和湿度,保持良好的工作环境。

为了确保通风系统的正常运行,需要做到以下几点:•定期检查和维护通风设备,确保其正常工作。

•对通风系统进行布局优化,保证新鲜空气能够均匀分布到各个工作面。

•加强通风设备的监控和控制,及时解决设备故障和异常情况。

5. 瓦斯抽放和灭火系统综采工作面的瓦斯抽放和灭火是矿山安全管理的重点内容。

为了有效进行瓦斯抽放和灭火,可以采取以下技术措施:•配备高效的瓦斯抽放设备,定期进行瓦斯抽放作业,将瓦斯排放到安全区域。

•设置瓦斯检测系统,及时监测瓦斯浓度变化,做好预警和应急处理。

•配备专业的灭火设备,如灭火器、灭火泡沫剂等,以应对突发的火灾事故。

6. 结束语综采工作面的安全管理和技术措施是矿山开采中一项重要的工作。

回采工作面上隅角防止瓦斯积聚的安全技术措施

回采工作面上隅角防止瓦斯积聚的安全技术措施在回采工作面上,瓦斯积聚是一项非常危险的问题,容易引发矿井瓦斯爆炸事故。

为了确保工作面的安全运行,需要采取一系列的技术措施来防止瓦斯积聚。

下面是一些常用的安全技术措施:1.坚持通风换气:在回采工作面上,通过设置风流进行通风,及时将工作面产生的瓦斯排出,保持矿井中的气体浓度在安全范围内。

要定期检查通风系统的运行情况,确保通风设施的高效运转。

2.应用惰性气体稀释:在开采过程中,向工作面注入惰性气体,如二氧化碳或氮气,可有效稀释瓦斯的浓度,减少瓦斯积聚的风险。

通过稀释瓦斯,可以降低爆炸的潜在危害。

3.使用瓦斯抽放技术:通过在地下工程中设置瓦斯抽放系统,及时将瓦斯抽放到地面外排通风中,减少瓦斯积累的可能性。

这项技术是目前较为普遍的一种瓦斯管理方法,广泛应用于煤矿以及其他有瓦斯危险的工矿企业。

4.加强瓦斯检测监控:在回采工作面上设置瓦斯检测仪器,监测瓦斯浓度的变化情况,及时发出警报并采取相应的措施。

瓦斯检测仪器应安装在回采工作面的关键位置,能够快速、准确地检测到瓦斯泄漏现象,提醒工作人员注意安全。

5.加强防火安全措施:回采工作面上进行必要的防火安全措施,包括使用防火设备和材料,提高回采工作面的耐火性,减少燃烧的可能性。

同时,要对作业人员进行防火知识培训,提高其应对突发火灾的能力。

6.定期进行瓦斯抽放与采样:定期对工作面进行瓦斯抽放与采样,了解瓦斯分布的情况,及时排除积聚的瓦斯,保持工作面的安全。

瓦斯抽放与采样应由专业人员进行,并根据实际测量值采取相应的安全措施。

7.严格执行瓦斯检测标准:根据国家有关矿井安全监察法规和瓦斯检测标准,制定瓦斯检测操作规程,保证瓦斯检测工作的准确性和统一性。

并且瓦斯检测设备应经常校准、检查,确保其正常运行。

总之,在回采工作面上,防止瓦斯积聚是确保矿山安全的关键环节。

通过加强通风换气、应用惰性气体稀释、使用瓦斯抽放技术、加强瓦斯检测监控、加强防火安全措施、定期进行瓦斯抽放与采样、严格执行瓦斯检测标准等安全技术措施,能够有效预防瓦斯积聚,降低矿井瓦斯爆炸事故的风险。

掘进工作面瓦斯排放安全技术措施

掘进工作面瓦斯排放安全技术措施咱们得说说这个瓦斯的“身世”。

瓦斯可不是个好惹的家伙,它从地底下蹦出来,瞬间就能让人感到窒息。

大家伙儿在工作的时候,可不能掉以轻心,安全意识得时刻保持在线。

就像是火灾预警那样,提前做好准备,随时保持警惕。

这种安全措施就像是给自己贴个“安全保护膜”,不想被瓦斯“坑”了,就得做好准备。

在掘进的时候,通风就特别重要。

嘿,想象一下,地底下要是没了新鲜空气,那可真是“透不过气”啊。

为了让新鲜空气不断流进来,矿井里可得设立一些通风系统。

这就像家里开窗通风一样,保持空气流通,让瓦斯有去无回。

真要是发现瓦斯浓度升高,第一时间就得启动排风系统,绝对不能手软,必须快准狠。

再说了,瓦斯探测器就像是矿工们的“警报器”。

这小东西可厉害了,随时随地监测瓦斯的浓度。

要是它“吱吱”叫了,大家可得立马警觉,像打了个激灵一样,赶紧查查情况。

平时要定期检查这些设备,确保它们不会出故障,就像给车子定期保养,不能等到出问题才去修。

除了设备,工人们的培训也不能少。

想象一下,手里握着铲子,脑袋里却一片空白,那可真是“心慌慌”。

矿工们得经过专门的培训,了解瓦斯的性质、危害以及应急措施。

定期演练也是必须的,这样一来,万一真遇到情况,大家就能从容应对,像个老练的特工一样。

安全的工作环境也非常关键。

矿井里的环境就像个迷宫,走着走着就可能迷失方向。

所以,得在工作面设置明显的警示标志,确保大家随时清楚周围的安全状况。

尽量避免在瓦斯浓度高的地方进行长时间的工作,就像不去河边钓鱼,结果被水流冲走一样,没必要冒这个险。

当然了,团队协作也很重要。

就像一支足球队,每个人都是关键球员,得齐心协力。

矿工们相互之间要多交流,互相提醒,一旦发现危险,别害羞,赶紧喊出来,绝不能让瓦斯有可乘之机。

团结就是力量,大家一起把安全措施落实到位,瓦斯就不敢“放肆”了。

咱们还得提提应急预案。

万一真遇上了,不能慌乱,得有章可循,像玩游戏时的秘籍一样,清楚知道下一步该怎么做。

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潞安高产高效综放工作面瓦斯治理技术1.2瓦斯涌出情况在二十世纪九十年代初期,矿区5对生产矿井,均为低瓦斯矿井,由于开采深度相对较浅,开采强度也较低,推广综放开采技术后,工作面回风流中的瓦斯浓度虽然比分层开采时明显增大,特别是工作面上隅角瓦斯有积聚现象,但通过强化通风,仍可控制在安全范围内。

九十年代后期,随着设备能力的提升和综放工艺的成熟,开采强度不断增大,加上生产采区不断向深部的高瓦斯区延伸,瓦斯涌出量不断上升。

根据2004年瓦斯等级鉴定结果,五对生产矿井中,常村矿为高瓦斯矿井,五阳矿虽为低瓦斯矿井但存在高瓦斯区。

2005年1月份五对生产矿井平均相对瓦斯涌出量为3.58m3/t。

其中:常村矿:矿井瓦斯绝对涌出量为64.47m3/min,相对涌出量为5.07m3/t。

采煤工作面平均瓦斯绝对涌出量为6.26m3/min,掘进工作面平均瓦斯绝对涌出量为2.25m3/min。

五阳矿:矿井瓦斯绝对涌出量为28.7m3/min,相对涌出量为8.83m3/t。

采煤工作面平均瓦斯绝对涌出量为4.24m3/min,掘进工作面平均瓦斯绝对涌出量为5.48m3/min。

2高瓦斯条件下综放面高产高效面临的问题随着煤层瓦斯含量增高和瓦斯涌出量的不断加大,矿井的通风压力越来越大,高产高效与高瓦斯涌出量的矛盾越来越严重。

2.1瓦斯超限成为制约综放面产量效益进一步提升的瓶颈潞安矿区从九十年代初期开始应用综放开采技术以来,经过十多年时间的发展,工作面单产已经从初期的每月10万吨左右提升到现在的每月30万吨以上,最高可达每月50万吨。

从国外长壁开采技术的发展趋势来看,要进一步提升综放面的产量和效率,主要途径有两条:一是发展大功率采掘装备,进一步加快工作面的采掘推进速度;二是进一步加大工作面的几何尺寸,减少采准巷道的掘进工程量。

但是,从潞安矿区的实际情况来看,由于瓦斯涌出量不断增加,在矿井通风能力难以大幅度提高的条件下,这两个途径都遇到了较大的障碍:(1)五阳矿7506综放面是该矿进入高瓦斯区后布置的第一个工作面。

掘进过程中,由于瓦斯涌出量较大,绝对涌出量一般在6.0m3/min左右,最高达8.0m3/min,掘进速度受到严重影响。

回采过程中,初期瓦斯涌出量为4.9m3/min;工作面推进8m后,开始初次放顶煤,瓦斯涌出量达到8.3m3/min;推进20m后,伴随着顶板初次来压,瓦斯涌出量上升到16~18m3/min左右,最高曾达到21.04m3/min,大大超出了预计的瓦斯涌出量,虽然采取了调风措施,使回风巷的风量达到1200m3/min,瓦排巷风量达到470m3/min,但工作面上隅角、回风巷和瓦排巷的瓦斯浓度仍然超限,因此被迫采取限产措施,工作面生产由原来的每日4个循环调整为1个循环。

即使如此,割煤、放煤过程中,上述地点的瓦斯浓度仍有超限现象,经常需要停机等待,产量和效率都受到严重影响。

(2)采准巷道的安全快速掘进,是保证综放面高产高效的一个重要条件。

潞安从九十年代初期以来,依靠大功率局扇和大直径强力风筒,成功的实现了长距离独头巷道的安全快速掘进,正常掘进速度每月500米—600米,最高水平达到每月700米以上,独头巷道掘进长度超过2000米。

近年来,随着瓦斯涌出量的不断加大,独头巷道的掘进通风问题逐渐成为影响快速掘进的主要因素之一。

五阳、常村矿由于瓦斯问题,采用两台局扇、两条直径为1米的风筒通风,才能勉强满足通风要求。

如果进一步提高巷道独头掘进的速度和长度,依靠单一的局扇通风方式已经很难满足快速掘进的通风要求。

2.2部分区域存在煤与瓦斯突出的可能性《防治煤与瓦斯突出细则》中,用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标(△P)、煤的坚固性系数(f)和煤层瓦斯压力(P)等指标来判断煤层突出危险性,并规定预测煤层突出危险性指标的临界值,应根据矿井的实测资料确定,如无实测资料时,参考值为:煤的破坏类型为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类,煤层瓦斯压力≥0.74MPa,△P≥10,f≤0.5。

目前,潞安矿区五阳矿、常村矿的部分生产区域,3#煤层瓦斯压力为0.5~0.72MPa,煤的瓦斯放散初速度指标△P为16~23,煤的坚固性系数f一般为0.3~0.56,均超过《防治煤与瓦斯突出细则》中推荐的参考值。

因此,在这部分区域中,存在煤与瓦斯突出的可能性。

这显然会严重影响综放面高产高效生产能力的发挥,并对矿井的生产安全构成了严重威胁。

3瓦斯治理技术措施及实施情况近年来,潞安矿区针对瓦斯涌出量不断增大,综掘面、综放面上隅角及瓦排巷的瓦斯超限,影响综放开采高产高效能力进一步提升的实际问题,坚持“以思想教育为先导,以制度建设为基础,以科技进步和技术装备为支撑,以一通三防和防治瓦斯突出为重点”的安全工作指导思想,在不断强化安全管理,确保安全生产的同时,坚持走科技进步的道路,投入大量资金,采取多种措施综合治理瓦斯,取得了一定的成效。

3.1优化通风系统,提高通风能力治理瓦斯,通风是基础。

通过优化矿井通风系统,缩短通风路线,提高通风能力,加大工作面进风量,是缓解瓦斯问题的有效手段之一。

潞安矿区的五对生产矿井中,除常村矿为1998年投产的新矿井外,其他四对矿井均为已有几十年历史的老矿。

随着开采深度的不断延伸,大部分矿井都存在通风路线过长、通风阻力过大的问题。

例如五阳矿76采区是五阳矿的扩区,原设计只在采区北部边界增加一眼回风井,由于进风路线过长,通风阻力过大,采区风量不足,严重制约生产。

后经优化设计,在采区北部边界增加一眼进风井,并对整个矿井的通风系统进行了全面调整,使得76采区通风能力不足的问题得到彻底解决,采区年生产能力提高到了230万吨。

3.2合理布置巷道,最大限度地增加风排瓦斯能力潞安矿区开采的3#煤层属于单一厚煤层,其上下均无临近层的瓦斯涌出,因而工作面瓦斯几乎全部来自本煤层。

本煤层的瓦斯涌出主要由3部分组成,即工作面暴露煤壁瓦斯涌出、采落煤炭(包括放落煤炭)瓦斯涌出和采空区遗煤的瓦斯涌出。

根据五阳矿7506综放工作面投产以后前两个月的观测,工作面绝对瓦斯涌出总量为18.9m3/min,其中煤壁瓦斯涌出为5.3m3/min,占工作面瓦斯涌出总量的28%;落煤的瓦斯涌出量为4.6m3/min,占24.4%,采空区遗煤的瓦斯涌出量为9.0m3/min,占47.6%。

由此可见,综放工作面的瓦斯涌出,几乎有一半是来自于采空区遗煤。

风流从进风巷经过采场时,有一部分风流从进风侧进入支架后部的采空区,又从回风侧由采空区逐渐返回到工作面,并将采空区内的较高浓度的瓦斯带进工作面。

实测数据表明,靠近回风巷上隅角,从采空区返回的风量最大,带出的瓦斯量也大,致使上隅角附近瓦斯浓度增高,这就是上隅角瓦斯经常超限的原因。

针对综放工作面U型通风方式风排瓦斯能力小、上隅角容易积聚瓦斯的问题,根据采面煤层地质条件、回采工艺、瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯涌出量、巷道布置方式等综合因素,因地制宜采用E型(瓦排巷内错沿顶板布置)、U+L型(瓦排巷外错沿底板布置)或Y型(回风巷后留小断面瓦排巷)巷道布置方式,使得从采空区带出的瓦斯通过瓦排巷排出,减少工作面上隅角的瓦斯积聚。

实践证明,综放工作面增加瓦排巷,对于缓解工作面瓦斯超限,保证正常生产,起到了一定的积极作用。

3.3积极探索瓦斯抽放技术,从根本上解决瓦斯问题在开采之前,对煤层瓦斯进行预抽放,是从根本上解决瓦斯问题的有效途径。

近年来,潞安矿区根据其煤层瓦斯含量逐年增高的特点,积极试验、应用和研发煤层瓦斯预抽放技术,取得了长足的进展。

一是在巷道掘进前利用顺煤层长钻孔对煤层瓦斯进行前期抽放,大幅度降低煤层瓦斯含量,以使瓦斯在掘进过程中不能构成大的威胁;二是在回采前,在工作面运、回两巷以5~10米间隔打平行于切眼的钻孔,对煤体瓦斯进行采前预抽放;三是在回采过程中,在巷道内距工作面一定距离(约80m)布置高位钻场,沿巷道顶板打斜交钻孔,通过裂隙带对采空区及顶煤中的瓦斯进行随采随抽。

通过这些措施,可使工作面煤体瓦斯含量大幅度降低,减少回采过程中的瓦斯涌出量,从而保证了综放工作面产量和效率的进一步提高。

例如:前文中提到的五阳矿7605综放面,由于瓦斯涌出量过大,无法正常生产。

经过对矿井通风系统的分析认为,进一步增大工作面风量的可能性已很小,因此决定采取瓦斯抽放措施,利用7506工作面尾部放水系统,建立采空区瓦斯抽排系统。

抽放泵站设在7506综放面尾部75-2#排水系统的放水巷内,安装2台SK-85型真空泵进行抽放,泵站设有净水池、潜水泵和气水分离器等安全装置。

从采空区抽出的瓦斯用299mm无缝钢管,经尾巷贯眼密闭送到南翼材料巷,然后通过600mm胶质风筒送到75-2#轨道巷,最终排入75总回风巷。

该系统投入使用后,随着抽放距离的增加和抽放时间的延长,瓦斯抽放量及抽出风量均在减少。

从10月7日到12月31日,抽出风量减少21%,抽出瓦斯量减少44.4%,抽出的瓦斯浓度由6%下降到4.2%之后,基本稳定在4%左右。

与此同时,工作面的绝对瓦斯涌出量也由18m3/min下降到12.8m3/min,回风流中的瓦斯浓度由原来的1%下降到0.77%,瓦排巷的瓦斯浓度由原来的3%下降到1.5%,上隅角的瓦斯浓度由2.5%下降到0.9%,从而使工作面实现了正规的每天四循环作业。

再如:五阳矿76采区首采面7601综放面,由于瓦斯涌出量大,工作面掘成后,一直无法回采。

在地面瓦斯抽放站及矿井抽放管路建成后,先在运、回两巷打平行于工作面的钻孔对煤体瓦斯进行预抽,回采过程中在回风巷布置高位钻场,通过斜交钻孔进行裂隙带抽放。

实测数据表明。

工作面投产后,抽放管路中的瓦斯浓度一直维持在8%左右,有效降低了煤体中的瓦斯含量,回风流及上隅角瓦斯浓度始终控制在1%以下,保证了正常生产。

4瓦斯抽放新技术探索4.1连续采煤机双巷掘进技术从历史角度来看,双巷掘进技术并不是一种新的掘进工艺,而是一种较为传统的掘进工艺。

由于双巷掘进占用设备多,掘进效率低,同时存在其中一条巷道闲置时间过长,维护费用高等问题,因此从上世纪九十年代以来,随着长距离单巷掘进通风技术及配套装备的成熟,在低瓦斯矿井中,双巷掘进方式已经很少应用。

但是,随着瓦斯的增高,长距离独头通风越来越困难,决定长距离单巷掘进速度的主要因素,不再是设备和工艺能力,而是瓦斯问题。

在这种条件下,双巷掘进的特殊功能重新得到人们的重视。

而双巷掘进的先天缺点,则由于设备的发展和工艺的改进而逐步被克服。

(1)自行式连续采煤机及配套设备的成熟和应用,使得双巷交替快速掘进成为可能;(2)双巷交替掘进,为超前预抽放瓦斯提供了时间和空间,便于布置钻场和安排抽放时间。

(3)通过联络巷可以使在掘巷道形成全风压通风系统,缩短独头通风的距离,减轻局部通风的压力。

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