淺談三軟煤層瓦斯治理技術(shù)

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1、淺談三軟煤層瓦斯治理技術(shù)【摘要】三軟煤層指煤礦開采屮遇到的：軟的頂板巖層、軟的主采煤層和軟的煤層底板巖層，一般情況下，具有三軟特征的煤礦煤層和頂?shù)装寰鶠檐浫鯉r層。煤層裂隙發(fā)育，構(gòu)造復(fù)雜。對于三軟煤層來說，在掘進(jìn)過程由于中煤層賦存不穩(wěn)定口煤層及頂?shù)装遘浀纫蛩?，造成局部區(qū)域瓦斯涌出量異常，極大地影響了正常掘進(jìn)。采用科學(xué)的深孔注水與淺孔注水相結(jié)合的方式，增大供風(fēng)量，松幫讓壓等行之冇效的措施進(jìn)行綜合治理，消除了瓦斯隱患，確保了掘進(jìn)施工的安全和進(jìn)尺?！娟P(guān)鍵詞】三軟煤層掘進(jìn)工作面瓦斯治理深孔注水1引言煤礦瓦斯是指井下有

2、害氣體的總稱。一般包括四類來源。第-類來源是在煤層與圍巖內(nèi)賦存并能涌入到礦井中的氣體；第二類來源是煤礦生產(chǎn)過程中生成的氣體。比如爆破產(chǎn)生的炮煙、內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)排放的廢氣，充電過程生成的氫氣等；第三類來源是煤礦井下空氣與煤、巖、礦物、支架和英他材料之間的化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)生成的氣體等；第四類來源是放射性物質(zhì)蛻變過程牛成的或地下水放出的放射性惰性氣體氯及惰性氣體氨。在第一類來源中主要是有機(jī)質(zhì)在煤化過程中生成并賦存與煤（巖）中的氣體，稱為有機(jī)源氣體；在有火成巖侵入碳酸鹽受熱分解生成的二氧化碳經(jīng)斷層侵入的煤出，存在有

3、機(jī)源氣體。煤礦乩斯各組分的數(shù)量差異是很大的,煤礦大部分瓦斯是來自于煤層，而煤層中的瓦斯一般以甲烷為主，甲烷是煤礦生產(chǎn)中的重大危險(xiǎn)源，所以狹義的煤礦乩斯是指的甲烷。甲烷是無色、無味、無臭、可以燃燒或爆炸的氣體，它対人呼吸的影響與氮相似，可使人窒息。甲烷分子直徑為0.41mm，其擴(kuò)散速度是空氣的1?34倍，涌向煤礦生產(chǎn)空間中的瓦斯能迅速擴(kuò)散到礦井風(fēng)流中。甲烷在巷道斷面內(nèi)的分布取決于巷道壁附近有無瓦斯涌出源。在口然條件下，山于甲烷在空氣中的強(qiáng)擴(kuò)散性，所以它一經(jīng)與空氣均勻混合，就不會(huì)因其密度較空氣輕而上浮、聚積。當(dāng)

4、無瓦斯涌出時(shí)，巷道斷面內(nèi)甲烷的濃度是均勻分布的；當(dāng)有瓦斯涌出時(shí)，甲烷濃度則呈不均勻分布。在有瓦斯涌出的巷道壁附近，甲烷的濃度相對較高。在煤礦中有時(shí)見到在巷道頂（底）板、冒落區(qū)頂部、工作面煤壁積存瓦斯，這并不是山于甲烷的密度比空氣小，而是說明這些地點(diǎn)有瓦斯（源）涌出。2煤礦巷道掘進(jìn)過程中出現(xiàn)的安全問題（1）由于噸煤的瓦斯含量相對較大，容易出現(xiàn)瓦斯超限問題。由于煤層的埋藏的深度越來越深，煤化的程度越來越高，煤層的透氣性越來越差，這樣就使噸煤瓦斯含量逐漸增加。在掘進(jìn)破煤和落煤時(shí)，就會(huì)使大量的瓦斯涌出，這就造成乩斯

5、濃度偏高，也可能出現(xiàn)瓦斯?jié)舛人查g超限報(bào)警。（2）由于煤層頂板軟、煤質(zhì)軟和底板軟，所以很容易引起片幫和冒頂。掘進(jìn)工作面煤層頂?shù)装遢^軟，多數(shù)為較厚的灰質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖和炭質(zhì)頁巖，并且煤層的埋藏深度較深，礦山壓力較人，容易導(dǎo)致巷道變形快,引起片幫和冒頂，造成瓦斯涌出量增大和堵塞巷道等安全問題。（3）由于煤層的變化較快，煤層賦存穩(wěn)定性較差，所以說屬于典型的“雞窩煤”，煤層厚度和坡度變化都較快。3瓦斯治理設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性原則（1）優(yōu)先采用區(qū)域瓦斯治理技術(shù)，煤層群條件下應(yīng)優(yōu)化開采程序，從設(shè)計(jì)源頭上選擇保護(hù)層，確保保護(hù)層開采

6、和被保護(hù)層卸壓瓦斯抽采工作的順利進(jìn)行。（2）有突出危險(xiǎn)的新建康靜，突岀礦井的新水平、新采區(qū)應(yīng)編制防突專項(xiàng)設(shè)計(jì)，防突專項(xiàng)設(shè)計(jì)與新水平、新采區(qū)設(shè)計(jì)一并編制。（3）突出礦井采區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持“四區(qū)成套三超前”，即開拓區(qū)域、準(zhǔn)備區(qū)域、抽采區(qū)域、冋采區(qū)域抽采系統(tǒng)成套；開拓區(qū)域超前準(zhǔn)備區(qū)域，準(zhǔn)備區(qū)域超前抽釆區(qū)域，抽采區(qū)域超前回采區(qū)域。（4）分別設(shè)計(jì)地面高、低濃度兩套瓦斯抽采系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力時(shí)實(shí)際需要能力的2-3倍。3專項(xiàng)瓦斯治理3.1構(gòu)件系統(tǒng)完整的技術(shù)體系煤礦瓦斯治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，完整的技術(shù)體系應(yīng)包括：先進(jìn)適用的

7、瓦斯治理技術(shù)和裝備、可靠的安全系統(tǒng)、科學(xué)的管理方法，并能使其有機(jī)結(jié)合。在系統(tǒng)可靠的前提下實(shí)現(xiàn)瓦斯治理的超前規(guī)劃、同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、采前抽采、效果達(dá)標(biāo)，使高瓦斯突出煤層能夠在低瓦斯?fàn)顟B(tài)下住產(chǎn)。在生產(chǎn)過程中能夠?qū)φ麄€(gè)過程進(jìn)行智能跟蹤、實(shí)時(shí)預(yù)警，并給出可靠的處置預(yù)案。3.2加強(qiáng)通風(fēng)，杜絕瓦斯超限隨著煤層逐漸變厚及巷道掘進(jìn)進(jìn)尺的增加，瓦斯絕對涌出量由以前的0.6m/min增加到2.49m/min,回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冉咏?%。別是掘進(jìn)工作面發(fā)生片幫冒頂后，瓦斯涌出量瞬間增大，工作面瓦斯?jié)舛瘸^1%。因此將原風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒更

8、換為2X22kW風(fēng)機(jī)、800mm風(fēng)筒供風(fēng)，供風(fēng)量增加到500m/min,回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冉档偷?.5%以下，杜絕了瓦斯超限。3.3選擇合適的施工工藝，減少涌出量根據(jù)其煤層較軟和瓦斯涌出量大的特性采用風(fēng)鎬落煤法施工，山于風(fēng)鎬每次落煤量較少，且落煤速度較均勻，可以使乩斯少量、均勻地涌出，避免了放炮落煤時(shí)短時(shí)間內(nèi)大量煤炭破落造成瓦斯涌出量瞬間升高導(dǎo)致瓦斯超限的危險(xiǎn)情況，冇效解決了瓦斯治理與掘進(jìn)效率低的矛盾。3.4深孔注水