高工论文范文浅谈治理高沼气综采工作面瓦斯

所属栏目:矿业论文 发布日期:2016-01-30 12:06 热度:

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  摘 要:介绍了综采工作面治理瓦斯的经验、综合技术及应该注意的问题。

  关键词:抽放,调风,解放层,通风设计,高工论文范文

  瓦斯是煤矿的五大灾害之一,它危害产重。治理瓦斯是鹤岗矿区安全生产首要问题之一。如何防治瓦斯,是高沼气矿井、高沼气工作面生产的关键。

 

  一、矿井概况

  兴安煤矿井田地层走向北100-280东,南部转为北向西,呈一宽缓弧形折曲,总体为向东倾斜的单斜构造,倾角150-350之间,一般为250。井田内共有大中断层29条,以反向断层为主,多是阶梯形排列。南北翼断层较多,落差较大,地质构造复杂,中部地质构造较为简单,其中F1、F13、F7、F14断层比较大,且复杂。尤其是F13、F7、F14断层附近的煤层瓦斯涌出量大。

  二、三水平南十八层、二十一层二区概况

  三水平南十八层、二十一层二区位于井田南部,靠近中部。有两个煤层,层间距33米,其中十八层煤厚6米,二十一层煤厚5.5米。采区南侧受到F14断层影响,采区二段机道受F13断层影响,同时F13派生小断层,深入二区二段工作面。本区开拓布置为一条边界上山,两条机轨上山。采用煤层组联合布置方式。分段总机道,总轨道,用石门及石门反上联接两个煤层及分层。采区按水平分为三段,一、二段可采,三段受断层影响无煤。每段每层又分为两分层开采。一段已采完,二段十八层南侧二分层还有30米采完,北侧一分层还有20米采完,由于开采二十一层一分层瓦斯影响,前部提前结束。根据二水平开采十八层,二十一层瓦斯涌出量分析,预测三水平南十八层、二十一层瓦斯涌出量为4~12米3/分。

  按照预测瓦斯涌出量设计,三水平南十八层、二十一层采区巷道布置,结果是在开采二十一层一分层时,由于受巷道布置、巷道断面影响,工作面的配风极限达到1840米3/分。

  三、瓦斯治理

  由于对二十一层二段一分层瓦斯涌出量预测不详。造成二十一层二段一分层形成工作面以后才采取瓦斯治理措施,给瓦斯治理工作增加很大难度。

  (一)掘送排瓦斯尾巷

  在掘送机道时,机道绝对瓦斯量达到3米3/分。预测采面瓦斯涌出量较大。为保证上隅角瓦斯不超限,减少回风流瓦斯浓度,在轨道上方掘送一条排瓦斯尾巷,通过正上与轨道相连。在二十一层二段一分层开采期间发挥作用。尾巷风量控制在300—400米3/分,瓦斯含量控制在1.5—2%,绝对量控制在6米3/分。保证了上隅角瓦斯不超限,工作面回风流瓦斯不超限。工作面在开采过机轨一石门50米时,尾巷正上没掘透时,工作面上隅角CH4达2—2.5%,用风机吹上隅角CH4还达1.O—1.5%,回风流CH4达1%。

  (二)瓦斯抽放

  在开采初期,我们在前串轨道布置钻孔进行抽放。通过一段时间抽放,明显观测采机割煤时在轨道往下50米处,工作面硬帮瓦斯由原来的2-5%,降到1.5%,机道往上10米硬帮瓦斯仍是0.7%。

  (三)全矿井调风

  工作面形成时,工作面风量600米3/分。根据掘进期间瓦斯涌出量,预测采面开采时绝对瓦斯量达到15米3/分以上,尤其是综采工作面,开采强度大,速度快,瓦斯涌出量一定很大。综采工作面风量至少需要1700米3/分。进行大系统调整,全矿井调风才能满足综采面风量的需要。经过一个月的调风工作,综采工作面配风量最大时要达到1840米3/分,正常时1750米3/分。下面就是全矿井调风措施:

  1、改中央并列联合运转为中央并列分区联合运转。

  改前付井主扇,九层主扇共同供一、二、三水平风。改后将付井主要供二水平用风。九层主扇主要供三水平用风。效果增矿井总入风量500米3/分。原因是克服主扇联合运转的弊病,提高主扇供风能力。

  2、调整通风系统九层入风井进行恢复,增加一条入风井,使九层入风断面由10.6米2增加到20.3米2。清理总排石门泥沙,增加回风断面5米2。补送总排石门联络巷,总排扩帮增加断面4米2。效果是九层水柱由原来的170mmH20降至120mmH20。

  3、全矿井分水平、分区域调风根据水平用风情况进行调整,减少一二水平入风、增加三水平入风。一水平入风1000米粉调到750米3/分,二水平入风由7400米3/分调到6000米3/分,三水平入风由5800米3/分调到7800米3/分。

  对每个区域,每个用风地点,按瓦斯涌出量关小是否发火煤层合理配风,该缩就缩,并随时按用风计划调风。需要增阻地方增阻,需要减阻地方减阻,尽可能采取有效措施调整各个用风地点风量,合理风量分配。

  减少区域漏风、设备漏风,提高各区域、全矿井有效风量率。

  4、调整二十一层二区系统

  由原八个采掘面,缩小到四个面。调整总机道断面,补送总机道,使原有入风断面增加6米2。使综采工作面风量增加600米3/分。在调风后期,对矿井进行了阻力测定工作,分析测定结果,三水平及二十一层二区采区由于巷道布置、巷道断面确定了该区配风、综采工作面配风极限。综采工作面风量1840米3/分,已达到极限,创下兴安矿建矿史上工作面配风记录。

  (四)综采工作面限产

  由于配风满足不了综采工作面高产量的需要,为保证安全综采工作进行限产,正常工作面采机割煤速度为5米/分,最后限制到2米/分。观测采机割煤时瓦斯涌出规律为采煤机割煤速度为1米/分时绝对瓦斯涌出量为l0米/分,速度为2米/分时绝对涌出量为15米3/分,速度为3米/分时绝对涌出量为20米3/分。只有限制采煤机割煤速度,才能保证采机连续运转,回风瓦斯不超限。

  四、分析兴安矿综采一队瓦斯治理工作

  通过兴安矿综采一队瓦斯治理工作分析,在高沼气综采工作面瓦斯治理工作存在以下几个问题:

  l、瓦斯预测与实际相差较大

  预测二十一层二段瓦斯涌出量没有考虑到两个断层的影响,综采工作面开采速度与瓦斯涌出量的规律,开采解放层时间长短对下一层瓦斯的影响。至使预测结果与实际偏差较大。

  2、矿井阻力分布掌握不准,高沼气工作面通风系统阻力大

  矿井调风应在掌握矿井阻力分面情况前提下进行,否则事倍功半。兴安矿三水平南二十一层调风工作,就是在没有实测矿井阻力情况下开始,造成风量增很困难。原因是区域内部阻力大,配风达极限。

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  3、瓦斯尾巷作用的发挥

  在开采中期,由于尾巷正上没及时送透,工作面上回头放的较严,造成两次上隅角瓦斯超限,设风机吹上隅角。

  4、瓦斯抽放的作用

  通过工作面上半部50米的观测,认为对于高沼气工作面,特别是综采工作面在开采解放层时就应抽放,在开采解放层时没有抽放,在开采本层时抽放也能解决一部分问题,起到降低瓦斯含量的作用。但对工作面中部的瓦斯涌出量大问题无法解决。同时采取的抽放方法少。

  五、高沼气综采工作面瓦斯治理技术手段

  通过兴安矿综采一队工作面瓦斯治理工作,分析整个工作,浅谈高沼气综采工作面瓦斯治理的技术手段。

  (一)预测瓦斯涌出量详细准确,为采区设计提供依据对一个新区,采用综采采煤时,要分析瓦斯来源、瓦斯与断层关系、瓦斯与综采开采强度关系、瓦斯涌出量与开采解放层关系、与瓦斯抽放关系;分析开采时机轨两巷及采空区的瓦斯、落煤在运输过程中瓦斯涌出;分析邻煤层释放的瓦斯。用时对比同煤层上段的瓦斯涌出规律。只有这样,才能准确预测瓦斯涌出量,为采区设计提供依据,使采区通风设计,开采时调风工作准确顺利。

  (二)开采解放层

  1、对于沼气煤层必须先开采解放层,开采解放层后要保持一段时间释放瓦斯。

  2、解放层必须向开采煤层打钻,防止岩石透气性不好,开采层释放瓦斯较小。

  (三)瓦斯抽放

  对于高沼气煤层,必须在采解放层时就对原始煤层时行预抽,合理的抽放设计,才能证效果,降低开采层瓦斯涌出量。

  (四)瓦斯尾巷

  在采区计时,必须设计尾巷,较好的尾巷才能保证开采时治理瓦斯的作用。上隅角瓦斯的处理,空区内瓦斯含量减少。

  (五)合理的通风设计

  对一个高沼气综采工作面的通风设计,要在采区布置前完成,并依据预测的瓦斯,提出合理的通风设计,它包括全矿风量、通风阻力、采面阻力、巷道要求。

  综上所述,高沼气综采工作面瓦斯治理工作只要技术手段合理,积极有效,就能保证综采工作面安全正常生产。

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