在煤礦生產(chǎn)中,危及勞動者生命和身體健康的各種事故風(fēng)險和傷害的主要因素是水、火、瓦斯、粉塵及頂板等。其中以瓦斯的危害最大。這是因為瓦斯災(zāi)害,如瓦斯超限窒息、瓦斯爆炸及煤與瓦斯突出一旦發(fā)生,其危害范圍以及造成的人員傷亡大。通過對近幾年來的煤礦安全生產(chǎn)事故分析可以發(fā)現(xiàn),全國發(fā)生的煤礦特大事故大部分是由于瓦斯引起的。因此,瓦斯的治理防治是煤炭安全的主要的、根本的工作。兗州礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司在對礦井瓦斯治理方面存在的問題分析的基礎(chǔ)上,認(rèn)真制定和執(zhí)行各項規(guī)章制度,同時與有關(guān)單位共同開展科技攻關(guān),積極應(yīng)用先進的礦井瓦斯治理新技術(shù),有效地保障了礦井的安全。
1兗州礦區(qū)防治瓦斯涌出有措施
兗州煤田瓦斯含量較低,但局部地區(qū)CH4成分較高,興隆莊、鮑店、東灘等礦投產(chǎn)后均出現(xiàn)過局部瓦斯噴出或異常涌出現(xiàn)象,鮑店礦建井期間還發(fā)生過小型瓦斯爆炸,可見低瓦斯礦井防治瓦斯事故是十分必要的。
兗州礦區(qū)防治瓦斯事故的途徑如下:
①摸清瓦斯賦存情況,積極采取預(yù)防措施。影響煤層瓦斯含量的因素很多,同一礦區(qū)瓦斯含量的差別往往是由地質(zhì)構(gòu)造決定的。鮑店、東灘礦位于向斜軸部,區(qū)內(nèi)發(fā)育著次一級寬緩褶皺,裂隙多,易積存瓦斯,形成局部高瓦斯含量區(qū)。興隆莊礦位于向斜軸北翼,基本呈單斜構(gòu)造,除局部受小斷層、小褶皺影響瓦斯含量較高,大部地區(qū)含量較低。南屯礦位于向斜軸南翼,主體呈單斜構(gòu)造瓦斯含量不大,僅東北部受斷層及覆蓋層巖性影響含量較高。
②搞好通風(fēng)管理,控制瓦斯涌出。生產(chǎn)礦井中后期瓦斯主要來自采空區(qū),特別是無煤柱開采的采空區(qū)連成一片,區(qū)內(nèi)積存大量瓦斯。負(fù)壓通風(fēng)的礦井增加礦井風(fēng)量、改變通風(fēng)系統(tǒng)破壞壓力平衡、分層開采時分層密閉頻繁啟閉,都會使采空區(qū)瓦斯涌出量增大。采用均壓通風(fēng),有利于防止煤層發(fā)火,但易造成采空區(qū)瓦斯積存。厚煤層綜放開采給瓦斯管理帶來一定困難,搞好綜放面、采空區(qū)瓦斯管理及防止采空區(qū)瓦斯大量涌出是一個新課題。
、奂訌娋植客L(fēng)管理,防止瓦斯積聚。使用專用的變壓器、電纜和開關(guān),實現(xiàn)“雙風(fēng)機雙電源”,確保局扇正常運轉(zhuǎn);管好供風(fēng)風(fēng)筒,減少漏風(fēng),使工作面有足夠的風(fēng)量;安設(shè)風(fēng)、電、瓦斯閉鎖裝置,防止工作面停風(fēng)或瓦斯超限時帶電作業(yè)。此外,搞好盲巷管理與瓦斯排放、加強機電設(shè)備與放炮管理、消滅引爆火源等都是必要的常規(guī)措施。
2綜合機械化放頂煤開采的瓦斯防治
兗州礦區(qū)不僅在綜合機械化放頂煤開采技術(shù)研究方面得到了快速發(fā)展,而且在瓦斯防治等方面也有顯著提高,并帶動了相關(guān)專業(yè)及安全保障技術(shù)的發(fā)展,形成了完整的厚煤層綜合機械化放頂煤開采技術(shù)體系及安全保障體系。
兗州礦區(qū)的瓦斯防治技術(shù)包括以下兩個方面:
、俳⒎(wěn)定可靠的通風(fēng)系統(tǒng),工作面的高產(chǎn)和礦井的集中生產(chǎn)為此提供了有利條件,由于工作面生產(chǎn)能力較大,工作面配風(fēng)一般在800m3/min以上。
②完善瓦斯監(jiān)測系統(tǒng),包括設(shè)立專職瓦斯檢查員巡回檢查,利用束管色譜監(jiān)測系統(tǒng)對工作面回風(fēng)隅角及工作面風(fēng)流氣體化驗分析,在工作面回風(fēng)順槽設(shè)置瓦斯超限報警斷電裝置等。
3高產(chǎn)高效綜合機械化放頂煤開采工作面瓦斯綜合治理
兗州礦業(yè)(集團)公司興隆莊煤礦5318綜合機械化放頂煤開采工作面為國家攻關(guān)項目“高產(chǎn)高效綜放成套設(shè)備與工藝研究”的實施工作面,隨著設(shè)備的增多、采高增加和回采速度的加快,瓦斯的涌出量也在增加,礦井“一通三防”工作面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。該礦為此采取了一系列的治理措施,有效地減少和控制了采空區(qū)、回風(fēng)隅角處次來壓瓦斯的涌出,取得了良好效果。
①加強通風(fēng)管理。根據(jù)采場及聯(lián)絡(luò)巷推進變化的情況,調(diào)整優(yōu)化了通風(fēng)系統(tǒng),生產(chǎn)期間的風(fēng)量確定為1000~1100m3/min,風(fēng)速 1.32~1.80m/s,風(fēng)流的溫度23~25℃,回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.5%以下,并且視瓦斯涌出情況、粉塵濃度、工作面溫度等參數(shù)變化情況來調(diào)整風(fēng)量,同時,與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)的溜煤眼嚴(yán)禁放空。
②均壓通風(fēng)。拆除進風(fēng)巷的廢舊墻體,增加進風(fēng)斷面;上膠帶上山調(diào)為低壓區(qū),采空區(qū)的氣體部分從此泄出;根據(jù)氣體的變化情況;仫L(fēng)巷控制工作面的風(fēng)量為800~1100m3/min。
、墼鲈O(shè)安全設(shè)備。在進回風(fēng)巷均安設(shè)了沼氣傳感器,一旦初次來壓瓦斯大量涌出的時候,電氣設(shè)備能夠自動報警斷電;采煤隊將氧氣、沼氣“兩用儀”掛在回風(fēng)隅角處,由瓦斯員、回柱人員負(fù)責(zé)檢查儀器,對瓦斯涌出量實行有效的連續(xù)監(jiān)測;回風(fēng)隅角安設(shè)2.2kW局扇,增加通風(fēng)壓力;回風(fēng)隅角處設(shè)置隔離風(fēng)障,防止風(fēng)流進入支架后方,涌出瓦斯;工作面設(shè)專職瓦檢員,在工作面回風(fēng)巷(下出口以外10m處)、回風(fēng)隅角、工作面溜頭以上5m處的風(fēng)流中、工作面中部風(fēng)流中4個重點位置設(shè)置瓦斯檢查點;工作面上順槽局部(切眼上頭絞車窩、5318新二聯(lián)上口至老二聯(lián)及溜煤眼)噴漿堵漏,噴漿料的配比為水泥:石子:砂子=1:2:2,水灰比為0.45,噴漿層的厚度為50mm。
4煤礦沿空掘巷瓦斯涌出防治技術(shù)
兗州礦業(yè)(集團)公司東灘煤礦通過對煤層瓦斯賦存狀況及采空區(qū)瓦松積存狀況的研究,探尋了沿空掘巷的瓦斯涌出規(guī)律,并根據(jù)本礦沿空掘巷瓦斯涌出的實際提出了針對性的防治技術(shù),取得了良好的效果。
東灘礦雖為低瓦斯礦井,投產(chǎn)以來沒有出現(xiàn)過重大的瓦斯事故,但是3層煤中的瓦斯分布呈現(xiàn)出明顯的不均衡性,存在著局部的瓦斯富集區(qū),瓦斯隱患和瓦斯異常的現(xiàn)象卻時有發(fā)生。此外,綜合機械化放頂煤無煤柱開采使得相鄰的采空區(qū)連成一片,采空區(qū)的空間范圍大、漏風(fēng)渠道多,沿空巷道與某一個老巷道聯(lián)通以后就會與大片聯(lián)通的老空區(qū)構(gòu)成統(tǒng)一的聯(lián)動空間,所以要比實體煤采掘工作面的瓦斯波及范圍大得多,在此范圍內(nèi)的任意一個瓦斯富集帶都可能影響到沿空巷道。
在掘進通風(fēng)系統(tǒng)合理及正常的條件下,沿空掘進巷道的瓦斯涌出量為0.15~0.5m3/min,瓦斯?jié)舛纫话悴粫;但是在沿空掘進工作面通過地質(zhì)瓦斯富集帶、沿空掘進巷道通過采空區(qū)瓦斯積聚區(qū)及老巷道老硐室和高冒落區(qū)、與沿空巷道有漏風(fēng)聯(lián)系的通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生變動(如風(fēng)門開啟、局部通風(fēng)機位置變動、風(fēng)門位置移動、風(fēng)向改變、密閉遭破壞等)導(dǎo)致沿空巷道相對壓力低于瓦斯積聚區(qū)、沿空巷道漏風(fēng)通路風(fēng)阻有比較大降低的時候,沿空掘進巷道內(nèi)的瓦斯就有可能增大,甚至超限。
從實例中看出:沿空掘巷瓦斯積聚是瓦斯威脅最嚴(yán)重的地點;沿空掘巷瓦斯積聚均發(fā)生在局扇停風(fēng)、風(fēng)筒脫落影響域內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)變動等通風(fēng)異常條件下;沿空掘巷瓦斯積聚的瓦斯涌出均系采空區(qū)瓦斯外泄,在巷道掘透采空區(qū)內(nèi)的廢棄巷道時應(yīng)特別注意。為此,他們在掌握瓦斯富集規(guī)律的基礎(chǔ)上,做好瓦斯的預(yù)測、預(yù)報,掘進巷道接近采空區(qū)隱蔽工程的時候,要象巷道貫通一樣采取預(yù)防措施,實現(xiàn)對瓦斯的有效監(jiān)控。
5東灘礦“大通防”體系見成效
兗州礦業(yè)(集團)公司東灘煤礦建立煤礦通防管理的新觀念,使通防工作實現(xiàn)全方位管理和全面受控,促進了通防管理的體系建設(shè),為礦井安全生產(chǎn)提供了可靠的保障。
他們通過建立“大通防”體系,促使通防工作實現(xiàn)規(guī)范化和科學(xué)化。具體措施如下:強化教育和培訓(xùn)工作,全面提高安全通防意識;完善制度,落實責(zé)任,使通防工作質(zhì)量全面提高;確保“一通三防”的資金投入,提高通防裝備的現(xiàn)代化水平;認(rèn)真執(zhí)行通防工作例會和通防隱患排查制度;強化技術(shù)管理,為通防工作提供技術(shù)支持;堅持通防工作目標(biāo)化管理,消除重大事故危險源。這個礦按照“裝備、培訓(xùn)、管理”并重的原則,安裝了HSS-200型束管監(jiān)測分析系統(tǒng),對CH4、 CO、CO2、C2H4等有害氣體實現(xiàn)了時時監(jiān)測,提高了分析預(yù)報的技術(shù)水平;安裝了煤層自然發(fā)火早期預(yù)測預(yù)報裝置,能夠超前分析C2H4、C2H6、 C2H8等煤層自然發(fā)火標(biāo)志性氣體的微量,進一步提高了防火工作早期預(yù)報的準(zhǔn)確性和超前性;安裝了P6000干線擴展控制器。
采煤工作面具備了瓦斯超限自動報警斷電功能,提高了采煤工作面的抗災(zāi)能力;設(shè)置了600m3/h大流量智能化制氮機,并對地面制漿站進行改造。此外,他們注重技術(shù)管理和業(yè)務(wù)協(xié)調(diào),強化業(yè)務(wù)部門通防管理的職責(zé),重點由綜機公司、機電科負(fù)責(zé)完善膠帶“六大保護”,確保靈敏可靠,完善膠帶大巷的消防灑水管路,加強機電設(shè)備積塵的管理。機電科加強對機電設(shè)備防爆檢查,堅持每周通報制度,出現(xiàn)失爆現(xiàn)象按事故嚴(yán)肅處理,基本杜絕了機電設(shè)備失爆現(xiàn)象。主要膠帶巷和采區(qū)膠帶巷實現(xiàn)了獨立通風(fēng),消除了安全隱患,有效控制了煤塵、瓦斯爆炸及膠帶著火重大危險事故。
6掘進工作面局部通風(fēng)機長距離通風(fēng)稀釋瓦斯
兗州礦業(yè)(集團)公司東灘煤礦一采區(qū)1303準(zhǔn)備面走向長度為2400m,1303運順煤巷掘進面實際單臺局部通風(fēng)機獨頭供風(fēng)長度達到2450m。1303運輸順槽的斷面為12.5m2。做好局部通風(fēng)技術(shù)工作、保證掘進工作面有充足的風(fēng)量成為安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。
他們首先根據(jù)掘進工作面需要風(fēng)量計算,然后按照瓦斯及二氧化碳涌出量和同時工作的最多人數(shù)需風(fēng)量驗算,最終選擇掘進工作面的需要風(fēng)量為 210m3/min。根據(jù)掘進巷道斷面及現(xiàn)有風(fēng)筒情況,先采用Φ700×20000mm的強力風(fēng)筒1000m,繼而采用Φ600×10000mm的膠質(zhì)風(fēng)筒1450m進行供風(fēng),累計供風(fēng)長度為2450m。根據(jù)局部通風(fēng)機所需風(fēng)量及該礦局部通風(fēng)機設(shè)備情況,選擇2BKJNO6.0/38型局部通風(fēng)機。工作面風(fēng)量為246m3/min風(fēng)速為0.32m/s,迎頭風(fēng)量充足,達到所需風(fēng)量的要求。工作面風(fēng)流中,CH4為0%,CO2為0.12%,溫度為 26.5℃,有效稀釋了瓦斯?jié)舛龋沤^了瓦斯積聚、超限現(xiàn)象。
局部通風(fēng)機連續(xù)運轉(zhuǎn)近半年,沒有出現(xiàn)“喘振”現(xiàn)象。
應(yīng)用實踐證明:2×18.5kW對旋式局部通風(fēng)機同Φ700和Φ600風(fēng)筒的配套是成功的,強力風(fēng)筒未出現(xiàn)鼓壞、接頭拉開及破口漏風(fēng)等情況,供風(fēng)可靠;加強局部通風(fēng)機的管理以及提高風(fēng)筒的吊掛、安裝質(zhì)量是減少局部阻力和摩擦阻力的關(guān)鍵,能夠有效地提高局部通風(fēng)機的工作效率;嚴(yán)格風(fēng)筒的檢查考核、杜絕風(fēng)筒接頭和破口漏風(fēng),能夠有效地提高風(fēng)量;“三專兩閉鎖”供電及“風(fēng)電”“瓦斯電”安全閉鎖裝置的采用,提高了掘進工作面的防災(zāi)抗災(zāi)能力,確保了安全通風(fēng)。
7風(fēng)壓調(diào)節(jié)在沿空綜放面回風(fēng)隅角瓦斯管理中應(yīng)用
兗州礦業(yè)(集團)公司濟寧二號煤礦采用風(fēng)壓調(diào)節(jié)技術(shù)調(diào)整井下各個地點的通風(fēng)壓力,將“U”形通風(fēng)系統(tǒng)改為“W”形通風(fēng)系統(tǒng),均衡工作面進出口的壓力,減少工作面采空區(qū)的漏風(fēng),使得漏風(fēng)帶出的瓦斯量減少,從而達到控制綜放面回風(fēng)隅角瓦斯的目的。
以23上06面回風(fēng)隅角的瓦斯治理為例。在23下03和23上01運輸順槽聯(lián)絡(luò)巷各施工一道調(diào)節(jié)風(fēng)墻,降低各自的風(fēng)壓。在23上02面管子道施工風(fēng)障,降低該面軌道順槽的壓力。加快23上02面的推進速度使其超前于23下06面,讓較高濃度的瓦斯留在采空區(qū),對23下06面和23上02面的生產(chǎn)不會造成影響。加強對23下06面和23上02面的壓力測定,確保23下06面兩端頭的有效通風(fēng)斷面。
在工作面距運輸順槽3~5m處吊掛一道導(dǎo)風(fēng)簾,與風(fēng)流方向夾角為30°~45°,將風(fēng)流導(dǎo)向回風(fēng)隅角,增加回風(fēng)隅角的風(fēng)量。加強通風(fēng)設(shè)施管理,每天對兩工作面巡回檢查,嚴(yán)禁兩道風(fēng)門同時打開造成風(fēng)流短路。加強對23下06面軌道順槽沿空側(cè)有害氣體的檢測。采煤班長、跟班干部和流動電鉗工配備便攜式甲烷檢測報警儀,在工作面回風(fēng)隅角懸掛瓦斯—氧氣兩用儀。采煤機必須懸掛便攜式甲烷檢測報警儀。采煤機工作時,司機隨身攜帶便攜式甲烷檢測報警儀,瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時停止作業(yè),切斷電源,匯報礦調(diào)度室進行處理。
在運輸順槽距切眼不大于150m處安設(shè)1臺抽排瓦斯風(fēng)機,接好電源備用,并在風(fēng)機處備好150m伸縮風(fēng)筒,一旦回風(fēng)隅角瓦斯超限立即開啟抽排瓦斯風(fēng)機。在運輸順槽距工作面50m范圍內(nèi)安設(shè)甲烷傳感器,實現(xiàn)對工作面回風(fēng)流瓦斯監(jiān)測。斷電后,經(jīng)處理完畢并確認(rèn)無問題方可人工復(fù)電。
8煤礦獨頭巷道瓦斯排放
兗州礦業(yè)(集團)公司楊村煤礦對獨頭巷道瓦斯采取正確的排放方法,并制定出切實可行的安全技術(shù)措施,做到了安全排放。
煤礦獨頭巷道瓦斯排放大體分為兩種:
①掘進工作面臨時停風(fēng)的瓦斯排放。單獨使用扎風(fēng)筒法、擋風(fēng)扇法、斷開風(fēng)筒法和接三通風(fēng)筒法等方法都有著各自的優(yōu)點和缺點。如果瓦斯涌出量特別大,整個掘進巷道全部瓦斯超限,就須在全風(fēng)壓處控制瓦斯?jié)舛炔⒃趩语L(fēng)機時采取特殊措施,可用皮帶或木板把風(fēng)機集風(fēng)器口擋上,啟動風(fēng)機后再根據(jù)瓦斯情況逐漸移開皮帶或木板。此法適于全風(fēng)壓供風(fēng)較大的掘進工作面排放瓦斯。采用斷續(xù)停開風(fēng)機的方法排瓦斯是最不可取的。風(fēng)筒吊掛多使用鐵絲,開風(fēng)機對導(dǎo)風(fēng)筒沖擊很大,風(fēng)筒吊環(huán)與鐵絲容易摩擦撞擊產(chǎn)生火花而可能引起瓦斯爆炸。
、谝逊忾]巷道內(nèi)的瓦斯排放。如果上巷到位而下巷上山?jīng)]到位,上巷進行了封閉,上、下山貫通時就需啟封密閉排放上巷瓦斯。啟封密閉排瓦斯時須使用銅質(zhì)防爆工具。在啟密閉前先檢查密閉前的瓦斯(如瓦斯不超限可直接啟密閉),并安設(shè)局扇和風(fēng)筒,啟動局扇對著密閉吹,用銅釬拆開直徑不超過100mm小孔,檢查施工點瓦斯情況,同時檢查回風(fēng)瓦斯?jié)舛,超過1.5%停止作業(yè),降到1%以下時方可繼續(xù)拆密閉排放瓦斯。若停工時間不長,上巷封閉區(qū)風(fēng)筒可不撤,排瓦斯時不需重設(shè)風(fēng)筒。拆密閉后先把風(fēng)筒接到密閉外,并根據(jù)瓦斯?jié)舛却_定獨頭巷供風(fēng)量,在全風(fēng)壓10m處確保測定瓦斯?jié)舛炔怀^1.5%。巷道沒有風(fēng)筒時就要由里向外接設(shè),每次接風(fēng)筒前風(fēng)筒口要多吹一會,保證風(fēng)筒口10m范圍內(nèi)瓦斯不超過1.5%,然后再對接下節(jié)風(fēng)筒。如巷道瓦斯?jié)舛忍貏e高,須準(zhǔn)備短節(jié)風(fēng)筒,由外向里慢慢進行瓦斯排放,切忌急于接風(fēng)筒,造成回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸蕖?BR>
9易自燃煤層采煤面進風(fēng)隅角瓦斯超限治理
采煤工作面的瓦斯超限一般都發(fā)生在回風(fēng)隅角,進風(fēng)隅角的瓦斯超限是很少見的,兗州礦業(yè)(集團)公司濟寧三號煤礦通過對工作面在停采時進風(fēng)隅角出現(xiàn)瓦斯超限的分析、控制和治理,為防止類似條件下的瓦斯超限提供了參考。
該礦為低瓦斯礦井,但4303工作面的瓦斯含量高,“三帶”觀測的束管發(fā)現(xiàn)采空區(qū)存在CH4,說明內(nèi)有高溫點。為防止向采空區(qū)漏風(fēng)而使高溫點繼續(xù)升溫,將進、回風(fēng)隅角沒有冒落的部分用裝滿浮煤的袋子堵上。時隔一天進風(fēng)隅角的瓦斯超限,濃度達到4%,同時伴有375ppm的CO溢出。
分析其原因是:煤層中本身瓦斯含量高,再加上采空區(qū)老頂來壓,瓦斯的賦存空間減少;高溫點的存在,使得原先被吸附的瓦斯大量解吸;靠近停采線大約 20m的頂煤沒有放,并聯(lián)漏風(fēng)的空間減少,而且回風(fēng)隅角堵得太嚴(yán)形成一個類似口袋的系統(tǒng),破壞了正常的“一源一匯”漏風(fēng)流場,使得瓦斯無法泄漏;停采線的撤架道斷面大,使大部分風(fēng)流直接經(jīng)其進入撤架道,進風(fēng)隅角的風(fēng)壓大大降低,在采空區(qū)瓦斯壓力高于外部壓力的情況下瓦斯極易溢出。
治理思路如下:減少停采線的進風(fēng)量,以降低向采空區(qū)漏風(fēng)的風(fēng)壓;通過埋設(shè)的注氮管路向采空區(qū)內(nèi)注入氮氣,以降低采空區(qū)內(nèi)的氧氣濃度,防止高溫點的繼續(xù)發(fā)展;安裝1臺風(fēng)機用來稀釋進風(fēng)隅角的瓦斯,以便創(chuàng)造一個安全的撤面環(huán)境;保證進風(fēng)隅角處的氧氣濃度不低于18%,瓦斯?jié)舛炔桓哂?%。
實踐表明:“三帶”觀測的束管對此次及早發(fā)現(xiàn)采空區(qū)高溫點和消除CO隱患起到了非常重要的作用;全煤巷礦井的采煤工作面,注漿、注氮管路的敷設(shè)和按照流動半徑及時掐開,對隱患的處理非常有效。
10綜合機械化放頂煤開采工作面回風(fēng)隅角瓦斯治理
兗州礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司從實踐與理論上摸索歸納出了綜合機械化放頂煤開采工作面回風(fēng)隅角瓦斯涌出的規(guī)律,通過實施防治措施,進一步提高了瓦斯防治水平,確保了綜合機械化放頂煤開采工作面安全生產(chǎn)。
此項研究表明:綜合機械化放頂煤開采工作面回風(fēng)隅角瓦斯涌出的影響因素有煤層瓦斯含量、風(fēng)量、支護方式、風(fēng)壓、本面采空區(qū)范圍、工作面周期來壓、鄰面采空區(qū)狀況、自然發(fā)火等,越接近采空區(qū)瓦斯?jié)舛仍礁,回風(fēng)隅角頂板處最高。
防治措施有:
、偌哟缶C合機械化放頂煤開采工作面風(fēng)量。兗州礦區(qū)剛推行綜合機械化放頂煤開采工藝的時候,把綜合機械化放頂煤開采工作面的風(fēng)量定在650m3/min 以下。理論研究與實踐證明,減少風(fēng)量對綜合機械化放頂煤開采工作面的通風(fēng)安全相當(dāng)不利,回風(fēng)隅角瓦斯?jié)舛瘸薜臅r候應(yīng)當(dāng)配到 1000~1200m3/min。
②稀釋回風(fēng)隅角瓦斯。如回風(fēng)隅角瓦斯處于超限的臨界值,可使用導(dǎo)風(fēng)簾、壓風(fēng)稀釋等方法,但不宜使用壓入式局部通風(fēng)機。
、弁咚钩榕棚L(fēng)機。前述措施不能避免瓦斯?jié)舛瘸薜臅r候,就應(yīng)當(dāng)使用瓦斯抽排風(fēng)機,這是解決采用U型通風(fēng)方式的低瓦斯礦井綜合機械化放頂煤開采工作面回風(fēng)隅角瓦斯問題的治本措施。
④加強監(jiān)測。采煤隊當(dāng)班班組長攜帶的便攜式瓦斯報警儀必須懸掛在回風(fēng)隅角處,進行連續(xù)監(jiān)測;瓦斯檢查員每班兩次檢查回風(fēng)隅角氣體情況,必要時跟班瓦檢員隨時進行檢查;埋設(shè)束管,對采空區(qū)氣體定期抽樣分析;在回風(fēng)隅角處安設(shè)安全監(jiān)測系統(tǒng)的瓦斯傳感器,對瓦斯?jié)舛冗M行實時監(jiān)測。
⑤穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)的改變對綜放面回風(fēng)隅角影響較大,尤其是對沿空、孤島綜合機械化放頂煤開采工作面影響更大,因此綜合機械化放頂煤開采工作面的通風(fēng)系統(tǒng)必須處于穩(wěn)定可靠狀態(tài)。
⑥其它措施。采用錨網(wǎng)支護的順槽不易冒落,可以每隔60~80m在回風(fēng)隅角后面用砂袋或者煤袋砌筑隔離墻避免回風(fēng)隅角與大面積采空區(qū)的直接連通。
11低瓦斯礦井綜放面回風(fēng)隅角瓦斯治理
兗州礦業(yè)(集團)公司濟寧二號煤礦改進和完善通風(fēng)系統(tǒng),保證工作面有足夠的配風(fēng)量及安設(shè)抽排瓦斯風(fēng)機為主、風(fēng)障法進行配合,加強各種監(jiān)測手段的使用為保障,治理綜采放頂煤工作面回風(fēng)隅角的瓦斯,取得了良好的效果。
綜合機械化放頂煤開采工作面回風(fēng)隅角瓦斯的治理方法有多種。當(dāng)工作面瓦斯涌出量比較大、局部瓦斯積聚嚴(yán)重的時候,很難用單一的方法解決,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況綜合使用幾種方法進行處理。該礦23下00綜采放頂煤工作面在正常情況下,回風(fēng)流1的瓦斯?jié)舛葹?.2%左右、回風(fēng)流2的瓦斯?jié)舛葹?.4%左右、風(fēng)筒出口的瓦斯?jié)舛葹?.2%左右,已經(jīng)符合23下00工作面回風(fēng)隅角瓦斯治理的要求。他們采用了加大風(fēng)量+導(dǎo)風(fēng)簾法+風(fēng)機抽排法,在工作面運輸順槽距離采煤面煤壁側(cè)110~120m處安設(shè)無火花風(fēng)機,進行抽排回風(fēng)隅角瓦斯。風(fēng)機采用FSWZ-11B型礦用塑料外電機抽出式軸流局部通風(fēng)機,并且敷設(shè)120m左右的伸縮風(fēng)筒。風(fēng)筒必須緊貼頂板,否則不利于拉移轉(zhuǎn)載機。]
此種方法簡單,現(xiàn)場易于操作,風(fēng)機距離工作面比較遠而且噪聲比較小,使用效果明顯;施工巷道少,減少了工作面之間相互漏風(fēng),便于采煤工作配風(fēng),有利于保持通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定。
濟二礦的實踐表明:采用此法治理回風(fēng)隅角的瓦斯以后,23下00工作面沒有發(fā)生過瓦斯超限;停風(fēng)后3~4h內(nèi),回風(fēng)隅角的瓦斯?jié)舛纫话悴怀^3%;該工作面曾經(jīng)因為檢修而停風(fēng)4h,瓦斯?jié)舛茸罡邽?.7%,瓦斯涌出穩(wěn)定,抽排以后的回風(fēng)隅角瓦斯?jié)舛纫话悴怀^1.5%,穩(wěn)定在1%左右。
專家們指出:這項成果避免了尾巷施工和瓦斯抽放管路的施工維護,而且不影響采煤工作面的正常推進,效果是非常顯著的。
12“孤島”綜合機械化放頂煤開采工作面瓦斯防治
兗州礦業(yè)(集團)公司東灘煤礦通過對4303“孤島”綜合機械化放頂煤開采工作面瓦斯賦存狀況及瓦斯涌出規(guī)律的分析,確定了其瓦斯防治的重點,為“孤島”綜合機械化放頂煤開采工作面有效治理瓦斯及實現(xiàn)安全開采提供了成功的經(jīng)驗。
東灘礦4303“孤島”綜合機械化放頂煤開采工作面位于四采區(qū)的中部,上部為4304工作面一分層的采空區(qū),下部為4302綜合機械化放頂煤開采工作面的采空區(qū),工作面的長度為200m,走向長度為2000m,其軌道順槽與4302綜合機械化放頂煤開采工作面的采空區(qū)之間留有3m厚的煤柱,運輸順槽沿著4304工作面一分層的采空區(qū)頂空掘進。該工作面采用“U”型通風(fēng),計劃配風(fēng)為800m3/min。
4303“孤島”綜合機械化放頂煤開采工作面的煤層瓦斯含量為3.6~6.7m3/t,當(dāng)工作面推進到120m的時候,回風(fēng)隅角的瓦斯?jié)舛葹?1.4%;回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛葹?.3%;當(dāng)工作面推進至240m的時候,上述指標(biāo)分別達到了1.8%~3.5%(按照不超過1.5%來管理)和 0.55%!肮聧u”綜合機械化放頂煤開采工作面的兩側(cè)均為采空區(qū),工作面的后方及兩側(cè)存在著3個瓦斯庫,加之又是無煤柱開采,采空區(qū)的冒落空間大,本工作面的采空區(qū)與相鄰工作面的采空區(qū)連成一片,形成了復(fù)雜的多源多匯漏風(fēng)通道,又因為巷道的受壓變形大,漏風(fēng)量增加,給瓦斯的防治帶來了較大的難度。
考慮到“孤島”綜合機械化放頂煤開采工作面的特殊環(huán)境,加上綜合機械化放頂煤開采工藝的特點,并且結(jié)合“孤島”綜合機械化放頂煤開采工作面的瓦斯?jié)舛确植技捌溆砍鲆?guī)律,他們確定了“孤島”綜合機械化放頂煤開采工作面開采過程中的瓦斯防治重點為工作面的回風(fēng)隅角、兩側(cè)鄰面采空區(qū)、支架頂部、放煤空間、溜槽底部等。在4303綜采放頂煤工作面的開采過程中,又依據(jù)不同時期的瓦斯涌出情況,有針對性地采取了區(qū)域性均壓、工作面兩順槽堵漏、合理配風(fēng)防治瓦斯、回風(fēng)隅角的瓦斯治理方法、導(dǎo)風(fēng)簾法、鉆孔引排法、抽排風(fēng)機法等相應(yīng)的措施,取得了良好的效果。
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