论文部分内容阅读
摘要本文介绍了林南仓矿综放工作面上隅角瓦斯积聚情况,分析了综放工作面上隅角瓦斯来源,确定了其瓦斯超限原因;采用可缩性导风筒导风、风动风机、风障导风和安装移动式瓦斯抽放泵等瓦斯治理措施,解决上隅角瓦斯超限问题,为综放工作面瓦斯治理提供了经验。
关键词:综放面;上隅角;瓦斯治理
林南仓矿为低瓦斯矿井,2010年矿井绝对瓦斯涌出量15.23m3/min,相对涌出量为4.39m3/t。林南仓矿采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤法,采面采用了U型通风方式,先后采完了2216、1186、1185等多个工作面。在生产过程中,由于工作面上隅角和回风流中瓦斯时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,采用可缩性导风筒导风、风动风机、风障导风和安装移动式瓦斯抽放泵等瓦斯治理措施解决了工作面上隅角瓦斯超限问题,取得了显著效果。
1 综放工作面上隅角瓦斯超限原因分析
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:
1.1综放工作面瓦斯涌出量大,由于采煤回收率在90%,采空区浮煤较多释放大量的瓦斯,同时工作面与采空区连通,导致瓦斯大量从采空区涌出。
1.2进入工作面的风流分为两部分,一部分沿工作面流动;另一部分进入采空区,在采空区内部沿一定的流线的方向流动,在工作面的后半部分,进入采空区的风流把高浓度的瓦斯带走逐渐返回工作面。若工作面后方与邻近煤层采空区或同一煤层未隔离的巷道相通,即采空区有漏风通道,则此风流会流向工作面,最后汇集于采面上隅角。
1.3采面上隅角靠近煤壁和采空区侧,风流速度很低,局部处于涡流状态。这种涡流使采空区涌出的瓦斯难以进入到主风流中,从而使高浓度瓦斯在上隅角附近循环运动而聚集在涡流区中,形成了上隅角的瓦斯超限。
1.4林南仓矿矿井通风方法为抽出式通风,造成工作面上隅角通风压力低,采空区瓦斯易于从上隅角涌出。
2 上隅角瓦斯治理技术
2.1 利用可缩性导风筒导风方法是在采面回风顺槽设置风卡(即风窗),可缩性风筒通过风卡,利用风卡两侧全风压差,使上隅角高浓度瓦斯通过风筒导排至回风顺槽外段。此方法在2216工作面对上隅角瓦斯排放效果较好,使上隅角瓦斯浓度明显降低,能很好控制瓦斯浓度。缺点是:①上隅角风筒内依然是高浓度瓦斯;② 风卡外风筒出口10 m范围内风流中瓦斯浓度较大 。导致采面回风顺槽局部瓦斯超限的新问题。
2.2采用风动风机吹排上隅角瓦斯
根据对已采综放工作面瓦斯涌出情况来看,工作面开采初期,瓦斯涌出量不大,上隅角瓦斯浓度低,当工作面推进1 00m以后,工作面老顶跨落,工作面采空区与周围采空区连通,上隅角瓦斯开始超限。我们采取对采面上下隅角打临时密闭并把上隅角毛窝填充为圆弧形,同时在工作面上隅角下方5米左右的架间安装一台风动风机吹上隅角瓦斯,从对2218工作面使用情况来看,当工作面上隅角瓦斯浓度在1%~2%时,能够使上隅角瓦斯浓度控制在0.5%以下,效果较好。
2.3采用引风障处理上隅角瓦斯
风障导风稀释上隅角瓦斯是最早使用的一种简便方法。办法是用一块大小适当的风筒布在上隅角上风侧(排尾架间)遮挡采面风流,使其改变流动方向,将风引至上隅角,吹散稀释上隅角积聚的瓦斯。以1186综放工作面为例:1186综放工作面位于林南仓矿西一采区,属8煤层,有效风量为11.45m 3/s。回采之初,上隅角瓦斯浓度在0.1-0.2%之间。回采过程中,瓦斯涌出不均衡,最大时回风上角瓦斯浓度达5%,回风巷瓦斯浓度达1.5%。采取在上隅角打风障处理上隅角瓦斯,上隅角基本控制在1%左右,由于现场条件影响,风障管理难度大,上隅角瓦斯超过1%现象普遍。但是可以作为临时处理上隅角瓦斯超限的有效方法。
2.4采用移动泵站抽放上隅角瓦斯
2.4.1工作面上隅角埋管抽放
在采面回风道安装抽放管路, 铺设一趟6寸管路对1186工作面采空区进行埋管抽放,制作2米长,直径为Φ108mm的篩孔管,作为埋管抽放器,该管随综采支架一起移动,用软管接在上隅角抽采管上,埋管进气端伸入采空区内的最大长度为10m,最小长度为0.5m(可根据抽放效果进行调整),当进气端伸入采空区内的长度超过最大长度无法抽出时,掐断重新埋管。
2.4.2抽放效果
通过此方案的实施1186工作面回风瓦斯0.2%左右,工作面上隅角瓦斯0.5%,最高抽放瓦斯浓度达到30%左右,瓦斯抽放泵正常运行时可以保证采面上隅角及回风流瓦斯不超限,抽放效果较好。
3结束语
3.1综放工作面的上隅角瓦斯治理,必须进行详细地原因分析,根据具体情况采取有针对性的综合措施。
3.2通过生产实践证明,当工作面上隅角瓦斯浓度低于2.5%时,采用风动风机吹排上隅角瓦斯是一种安全、稳定、可靠的方法。
3.3构建引风风障能够解决上隅角瓦斯超限,但工作面打风障不易管理,维护时常常与工作面回采相互干扰和影响。
3.4利用移动式瓦斯抽放泵站进行工作面瓦斯抽放是瓦斯防治治本的主要手段,可以彻底解决上隅角瓦斯超限问题。
参考文献:
1.矿井瓦斯治理实用技术. 何国益. 煤炭工业出版社.2009
2.矿井通风与安全. 化学工业出版社. 蔡永乐; 胡创义; 朱天安.2007
3.矿井使用通风技术. 张国枢.煤炭工业出版社,1992.
作者简介:李景宽,(1982-),男,本科学历,开滦集团林南仓矿业分公司通风区技术区长,助理工程师。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。