技术与经济 《内蒙古煤炭经济》 2010年第5期
采煤工作面上隅角瓦斯超限原因分析及治理方法
王 刚
(神华宝日希勒能源有限公司, 内蒙古 呼伦贝尔 021025)
摘 要:分析了采煤工作面上隅角瓦斯的来源和超限的具体原因, 提出了几种解决问题的可行性方法, 对降低上隅角瓦斯超限的频率, 关键词:上隅角; 瓦斯; 超限; 原因; 方法
中图分类号:TD712 文献标志码
(2010) 05-0074-02
, 节, 。, 随着矿井采掘机械化程度的提高、技术的进步、生产水平的延伸和采掘强度的加大, 使矿井瓦斯涌出量急骤增大、瓦斯超限现象更为频繁发生, 瓦斯超限的发生地点绝大多数是在采掘工作面(占矿井瓦斯超限次数的80%以上) , 其中采煤工作面的上隅角尤为突出, 不但严重制约了采煤工作面的正常生产, 给其安全也带来很大的不确定因素, 并且也严重威胁整个矿井安全。因此, 分析采煤工作面上隅角的瓦斯来源、超限原因,
找出解决问题的具体方法和措施, 积极探索新的瓦斯治理技术、创新瓦斯管理方法, 对煤矿安全生产有十分重要的意义。
一、上隅角瓦斯超限的原因
上隅角瓦斯超限的原因是多方面的主要有以下几个方面:
1、采用U 型通风, 在采空区漏风流的对流扩散作用下, 采空区内瓦斯运移及瓦斯浓度呈有规律的分布, 而作为工作面的漏风, 成为采空区瓦斯流入工作面的必经之路, 往往造成上隅角瓦斯积聚(>2%) , 如图1所示, 为“U ”型工作面采空区内的漏风流流线图, 风速等值线图和瓦斯浓度线图。图中清晰地表明, 上隅角成为采空区瓦斯的集中涌出源。另外, 相对于空气而言, 采空区内含瓦斯空气的密度较小, 当具有高差时产生“瓦斯风压”的自然上升力, 必然使采空区内含高浓度瓦斯的空气向上隅角运移, 使上隅角成为采空区高浓度瓦斯集中涌出的地点, 这也是上隅角成为工作面采空区瓦斯集
。如下图:
2、采煤工作面风流在上隅角处直角拐弯, 上隅角形成涡流区, 该区瓦斯难于被风流冲淡排出。
3、采煤工作面采空区残留浮煤或邻近层、老采空区瓦斯涌出等, 造成了采空区积存大量高浓度瓦斯, 又因瓦斯密度小, 能沿倾斜向上移动, 使部分瓦斯容易积聚在上隅角附近, 形成高瓦斯区域。
二、采取有针对性的治理方法在现有采煤工作面机、风巷采用的支护形式和采煤工作面单产比较高的前提下。要想降低上隅角的瓦斯超限次数甚至杜绝其超限, 应采取积极主动行之有效的治理方法。
1、引导风流稀释:引导风流稀释的实质是, 把新鲜风流引入到回采工作面的上隅角, 将该处积聚的瓦斯稀释并带走。①风障法:当回采工作面上隅
收稿日期:2010-05-13
作者简介:王 刚(1969-) , 毕业于辽宁工程技术大学采矿工程专业, 工程师, 现任神华宝日希勒能源有限公司通风救护处处长。
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角积聚的瓦斯范围不大和浓度不高(低于3%) 情况下采用此法。利用临时风障, 迫使工作面风流通过上隅角, 达到稀释排放上隅角瓦斯的措施, 但也存在风障容易损坏, 可靠性差, 效果有限等问题, 通常只能作为临时的应急措施, 当瓦斯涌出量大于(3～5) m 3/min 时, 这种方法显得很不可靠。②尾巷法:用于瓦斯涌出较大、超限严重的场所。在工作面的回风中布置两条巷道:一是最高允许浓度为1. 0%的回风巷, 另一条是瓦斯浓度最高可达2. 5%的专用回风尾巷。部分风流从工作面的前方进入回风巷, 另一部分风流则从工作面的后方不经上隅角上, 直接进入尾巷。
2、从消除瓦斯积聚空间方面来考虑, 主要方法有:①用不燃性材料充满填实上隅角的空间, 以消除瓦斯积聚的空间。②强制放顶, 械方式卸掉锚杆托盘, 拔出锚杆, 方的顶板完全垮落, 3、方式来考虑, :①改进采煤工作面的作业循环方式, 增加循环频次, 使短时间内涌向上隅角的瓦斯量减小。②从设计上着手, 改变采煤工作面的通风方式, 如采用Z 型、Y 型、H 型通风系统可以很好地预防和处理上隅角的瓦斯积聚。采煤工作面采用Y 、Z 、H 型通风系统, 改变采空区的漏风方向, 可根治采空区瓦斯从上隅角涌出, 但对于自然发火较为严重的工作面来说, 此系统不适用, 且巷道维护工程量较大。
4、抽排上隅角瓦斯:采用抽排风机或移动瓦斯抽放泵站, 利用通风负压引排上隅角瓦斯, 将瓦斯引入铁风筒或伸缩性风筒中, 风筒直铺设到回风巷的安全地点, 利用风筒两端的压差连续不断地排放上隅角瓦斯。适用抽出式风机治理上隅角瓦斯时, 负压侧风筒必须保证有效的过风断面。另外风筒内瓦斯检查除人工外, 还需安装瓦斯监测探头, 实行不间断连续监测, 确保引排安全和引排工艺参数最佳。
5、当工作面瓦斯绝对涌出量低于5m 3/min , 用传统吊挂导风帘法处理上隅角瓦斯超限效果不佳时, 可采用局部通风机直接抽放法, 引排上隅角附近的高浓度瓦斯, 达到治理上隅角瓦斯超限的目的。
6、当工作面瓦斯绝对涌出量超过5m 3/min , 上隅角瓦斯超限频繁, 且瓦斯主要来源于采空区, 采用调风法处理效果不明显时, 应采取抽放法治理上隅角瓦斯。根据瓦斯涌出量的大小, 可分别采取封
闭式插管抽放法和综合抽放法。抽放法治理上隅角瓦斯时, 上隅角支管要不断换位, 确保吸口时时处于高浓度瓦斯区, 高位钻孔抽放时, 每个钻孔内的瓦斯浓度要安管检查, 以便指导修改钻孔设计参数, 提高瓦斯抽放率。
7、对易燃采面实施采空区瓦斯抽放时, 应根据实际情况合理确定抽放混合气体中CO 浓度安全临界值。若上隅角附近出现发火时, 必须先将火点彻底消灭后再进行抽放。
三、加强对上隅角瓦斯情况的监测监控
, 充分发挥。可以设置T0、距顶板300mm 处的位T1瓦斯监测传感器。T0瓦斯监测传感器的报警点设在瓦斯浓度为1. 5%, 便携式瓦斯报警仪的报警点设在瓦斯浓度为1. 0%。当瓦斯浓度达到报警点时, 应立即停止作业。T0瓦斯监测传感器的设置为防范上隅角的瓦斯超限, 防止瓦斯事故的发生起到了重要作用同时, 也完善和拓展了矿井安全监控系统在瓦斯管理上的作用。
4、加大群防群治的监管力度和奖罚力度
矿井的瓦斯管理是一个综合的系统工程, 在管理过程中要多管齐下、全员参与。要严格坚持以党和国家的各项安全生产方针《、煤矿安全规程》和各项安全技术措施为依据, 以“先抽后采、
以风定产、监测监控”的十二字方针为指导思想。严格坚持“瓦斯超限就是事故、是事故就要追查处理”的原则, 树立防患于未然的意识, 筑牢安全堤, 摆正“安全与生产、安全与效益”的关系。建立瓦斯超限预警机制, 建立瓦斯监测监控、瓦斯检查员、生产单位跟班干部、矿安全检查员“四位一体”的瓦斯超限综合防范体系, 真正做到各尽其能、各负其责, 不留死角, 做到重点区域重点看管和防范。
对上隅角的瓦斯超限要分析原因, 找出责任主体, 一次处罚到位, 严格执行“四不放过”原则, 同时对按章作业、不冒险作业、处理瓦斯超限及时、方法得当的单位或个人要给予一定的物质奖励。
四、结 语
综上所述:治理上隅角瓦斯积聚超限, 必须首先摸清瓦斯的来源、瓦斯涌出量和瓦斯规律, 然后确定合适的瓦斯治理方法, 以减少上隅角瓦斯积聚超限所带来灾害。
(责任编辑:焦蓬华)
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