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1、淺談2093回采工作面上隅角瓦斯治理時間:2010年2月1日摘要:通過對回采工作面上隅角瓦斯積聚的原因,選擇合理的治理方法,加強對其管理,根據現場的實際情況及相關資料收集得出在高瓦斯礦井回采工作面上隅角瓦斯治理的最佳方法。1工作面概況2093綜采工作面地面位于聯(lián)合村附近。為林華井田西側首采區(qū)(二采區(qū))的首采工作面。垂直地面高差259—432m。煤層為黑色優(yōu)質無煙煤,以亮煤為主。9號煤層偽頂為泥巖、炭質泥巖(平均0.29m);直接頂板為粉砂質泥巖(平均1.46m),往上為泥質粉砂巖(平均1.44m)粉砂巖(平均5.33m)或細
2、砂巖(平均7.74m),含植物化石。偽底為泥巖(平均0.37m)直接底板為粉砂質泥巖(平均1.56m)、泥質粉砂巖(平均1.5m)、粉砂巖(平均1.88m),往下為標三(B3)——灰?guī)r夾泥質粉砂巖或粉砂巖組合。煤層總厚為3.5m,硬度f=1.16-3.6,本煤層在2093綜采工作面有一層平均0.62m厚的泥質粉砂巖夾矸。煤層傾角8—12°,容重1.43t/m3,可采指數為0.9,變異系數為35%,穩(wěn)定程度在本工作面較穩(wěn)定。煤層平均厚度為2.88m。采空區(qū)采用全部垮落法處理采空區(qū)。根據地質說明書,該工作面瓦斯絕對涌出量約為70
3、m3/min。CO2的絕對涌出量預計為7.84m3/min;無煤塵爆炸危險;煤層無自燃現象;地溫為25±30C。在開采過程中隨著老頂冒落,上隅角瓦斯超限。該工作面采用“U”型通風方式,其中2093運輸巷為工作面進風巷,兼作皮帶運輸巷和設備巷,2093回風巷為工作面回風巷,兼作輔助運輸巷。2上隅角瓦斯產生的原因正常通風條件下,一進一回的“U”形回采工作面,在工作面進風巷和回風巷的風流壓差作用下,上隅角作為工作面的漏風匯,是采空區(qū)瓦斯涌出的必經之道,必然造成上隅角瓦斯積聚。另外,相對于空氣來說,采空區(qū)內含瓦斯空氣的密度較小,從而
4、產生“瓦斯風壓”的自然上升力,必然使采空區(qū)內含高濃度瓦斯的空氣向上隅角運移,使上隅角成為采空區(qū)高濃度瓦斯集中涌出的地點。這也是上隅角成為工作面采空區(qū)瓦斯集中涌出和局部積聚頻繁超限的重要原因。3上隅角瓦斯處理措施的選擇3.1風障導風稀釋上隅角瓦斯風障導風稀釋上隅角瓦斯是最早使用的一種簡便方法。辦法是用一塊大小適當的風筒布在上隅角上風側(排尾架間)遮擋采面風流(如圖1所示),使其改變流動方向,將風引至上隅角,吹散稀釋上隅角積聚的瓦斯。3.2利用可縮性導風筒導風方法是在采面回風順槽設置風卡(即風窗),可縮性風筒通過風卡,利用風卡兩
5、側全風壓差,使上隅角高濃度瓦斯通過風筒導排至回風順槽外段。此方法在某礦工作面對上隅角瓦斯排放效果較好,使上隅角瓦斯?jié)舛让黠@降低,能很好控制瓦斯?jié)舛?。缺點是:①上隅角風筒內外依然是高濃度瓦斯;②風卡外風筒出口10m范圍內風流中瓦斯?jié)舛容^大。導致采面回風順槽局部瓦斯超限的新問題。3.3利用局部通風機處理上隅角瓦斯方法是在采面回風順槽設置風卡,以減少采面兩端壓差,同時利用局部通風機(風筒經風卡鋪設在回風順槽中)向上隅角供新鮮風以吹淡上隅角高濃度瓦斯。由于局部通風機供風距離較遠,風筒出口風量有限,只能在上隅角瓦斯?jié)舛容^低時起作用。由
6、于風筒正吹上隅角,在瓦斯涌出量較大時,常出現上隅角上風側采場內風流中瓦斯?jié)舛瘸薜那闆r。要兼顧工作面、上隅角兩處的瓦斯均勻不超限,就要對風筒出口位置、風量的調節(jié)提出較高的要求。因采面生產的動態(tài)性和采空區(qū)瓦斯涌出的不均衡性的存在,實踐上很難做到。3.4采面合理配風根據采空區(qū)瓦斯涌出量占回采工作面瓦斯總涌出量60%的特點,對工作面采取合理配風,以減少采空區(qū)瓦斯涌出量,從而降低上隅角瓦斯?jié)舛?。經其他煤礦長期實踐,確定了綜采面配風750~800m3/rain的經驗配風標準。但對于高強度綜合機械化采煤工藝,其應用有限。3.4頂板抽放法
7、為了克服上隅角抽放法縮抽排管期間瓦斯超限的弊端,減少送巷道損失的回采量,恢復正常的生產秩序,又采用了頂板鉆孔抽放法。??利用頂板走向鉆孔抽放瓦斯,實際上就是通過抽放泵產生的負壓來改變采空區(qū)的瓦斯流向,使采空區(qū)瓦斯由上隅角及通過冒落帶、裂隙帶由鉆孔抽出,從而減少上隅角的瓦斯涌出,達到降低上隅角及回風流瓦斯?jié)舛鹊哪康摹??鉆場布置在距煤層頂板10m,每個鉆場布置5個鉆孔,孔徑為Φ91mm,鉆場間距80m,鉆孔終端距9煤層頂板23m(9號煤與4號煤的層間距為22.21m),鉆孔終端距上巷水平距控制在20m以內,將鉆孔口用鋼管聚銨脂
8、封好,安上抽排管路即可開始抽放。在雞西礦業(yè)集團杏花礦抽放效果比較:比用雙臺泵抽上隅角效果好,且與工作面生產互不影響,有效解決了采面上隅瓦斯積聚問題。4技術規(guī)定利用風障稀釋和導風筒導風綜合治理上隅角瓦斯時,首先操作人員一定要懂得其中的原理,其次,在操作上一定要嚴格按照措施施工,懸掛風障和導風