低瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)域綜合治理技術(shù)研究

楊國仁

(山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)神角煤業(yè)有限公司,山西臨汾 041000)

低瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)域綜合治理技術(shù)研究

楊國仁

(山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)神角煤業(yè)有限公司,山西臨汾 041000)

礦井安全一直都是煤礦安全生產(chǎn)的重中之重,煤礦安全直接關(guān)系著煤礦企業(yè)井下作業(yè)人員的生命安全。最常見的井下安全事故主要有塌方、瓦斯爆炸和滲水等事故,其中低瓦斯礦井瓦斯異常造成的瓦斯爆炸事故是井下作業(yè)最為常見的事故之一。本文首先分析了瓦斯異常區(qū)域的成因,重點(diǎn)論述工作面在瓦斯異常區(qū)回采時的瓦斯綜合治理技術(shù)措施,即通過工作面風(fēng)量控制及系統(tǒng)管理、瓦斯抽采及排放和上隅角瓦斯治理技術(shù)降低瓦斯涌出量和上隅角瓦斯。應(yīng)用實(shí)踐表明,采取綜合治理技術(shù)措施后,有效保證了礦井安全生產(chǎn)。

低瓦斯礦 瓦斯異常區(qū) 瓦斯預(yù)抽 淺孔抽采

隨著我國煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,低瓦斯礦井發(fā)生瓦斯事故的幾率非常高,對施工人員的生命安全造成了嚴(yán)重的威脅,為了解決瓦斯異常現(xiàn)象,管理人員和技術(shù)人員都加強(qiáng)了對事故發(fā)生的重視。在礦井中,局部發(fā)生瓦斯異常容易引起瓦斯積聚,最終引發(fā)瓦斯事故,在我國,煤礦產(chǎn)業(yè)主要采取通風(fēng)、降低開采速度的方式,來避免瓦斯事故的發(fā)生,但是卻不能從根本上解決問題。

1 瓦斯異常區(qū)成因分析

1.1 褶曲類型和褶曲復(fù)雜程度

經(jīng)過技術(shù)人員的不斷研究,發(fā)現(xiàn)形成瓦斯異常區(qū)的原因除了地質(zhì)構(gòu)造影響外,還受到開采條件和應(yīng)用技術(shù)的影響,在實(shí)際開采的過程中,當(dāng)圍巖封存條件較好時,會有足夠的空間來存儲瓦斯,其中,褶曲類型和褶曲復(fù)雜程度直接會影響到瓦斯存儲的含量。背斜軸部的瓦斯越聚集,說明瓦斯的存儲含量越大,但是施工人員總是容易忽略褶曲類型和褶曲復(fù)雜的程度,造成大量瓦斯無處存儲的后果,最后形成了瓦斯異常區(qū)。

1.2 斷層

斷層的出現(xiàn)不僅破壞了煤層的連續(xù)完整性,還會影響到瓦斯異常區(qū)的瓦斯含量,在斷層處煤層瓦斯排放條件一旦發(fā)生變化,就會引起異常區(qū)的劇烈反應(yīng),進(jìn)而可能出現(xiàn)瓦斯事故。若煤礦兩側(cè)均有大斷層,且斷層帶均為正斷層,就很難消除,斷層的傾向大致均為南北向,使采區(qū)整體形成一個大的地塹,而地塹構(gòu)造可以很好的保存煤層瓦斯。煤層瓦斯的存儲只是避免了采區(qū)瓦斯的事故,不能很好的解決瓦斯異常區(qū)現(xiàn)象,在斷層帶與復(fù)式褶曲綜合作用的情況下,極易形成瓦斯富集區(qū),瓦斯高密度的聚集,在很大程度上加大了異常區(qū)出現(xiàn)的可能。

1.3 煤層

如果煤層為無煙煤,煤化的程度是比較高的,在成煤時期生成的瓦斯也是比較多的,圍巖和上覆巖層密封性好、透氣性差,有利于瓦斯的保存。

2 低瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)域綜合治理技術(shù)研究

2.1 控制工作面風(fēng)量和系統(tǒng)管理

控制低瓦斯礦井瓦斯異常區(qū)域的含量就要及時調(diào)節(jié)工作面的風(fēng)量,確保風(fēng)量不能小于1000m3/min,同時技術(shù)人員要對工作面的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,所有的通風(fēng)設(shè)施應(yīng)該在實(shí)際開采前布置好具體的位置,設(shè)施前后距離控制在5m的范圍內(nèi)。施工人員要對現(xiàn)場進(jìn)行清理,將設(shè)備、配件、雜物安放在具體的位置中,并禁止同時開兩道風(fēng)門,兩巷內(nèi)不準(zhǔn)放置多余的設(shè)備,管理人員應(yīng)該加強(qiáng)巷道管理,從管理工作中規(guī)范施工人員和技術(shù)人員的行為。巷道通風(fēng)斷面的作用非常重要,技術(shù)人員應(yīng)該控制斷面不少于原有斷面的70%,這樣才能充分發(fā)揮出斷面的作用,并在采煤區(qū)形成有效的風(fēng)量保護(hù),避免損失大量的風(fēng)量。

2.2 瓦斯抽采及排放

工作面瓦斯的來源有兩個:一是開采煤層本身的瓦斯,二是圍巖和鄰近煤層涌出的瓦斯。瓦斯抽采及排放是一種有效治理異常區(qū)事故的一種措施,在實(shí)際開采的過程中,技術(shù)人員通過抽采煤層,可以了解到煤層處的瓦斯含量,進(jìn)而在工作面處通過順層平行鉆孔的方式,來對煤層的瓦斯進(jìn)行抽取。瓦斯預(yù)抽2個月后,對煤層殘余瓦斯含量進(jìn)行測定,并通過含量的顯示,來確定具體的排放方法,瓦斯抽采率為30%,預(yù)抽效果顯著,這時技術(shù)人員可以確定具體的瓦斯含量,在煤礦開采時,領(lǐng)導(dǎo)施工人員的開采過程。瓦斯釋放孔排放瓦斯需要在割煤前,利用氣動鉆機(jī)在瓦斯異常區(qū)段的煤壁施工瓦斯釋放孔,孔徑和孔深都要按照實(shí)際的開采工程去確定,確保鉆取的深度不會影響到最后的開采工作。檢測瓦斯的含量,若瓦斯參數(shù)仍超標(biāo),則需要繼續(xù)排放瓦斯,直到檢驗(yàn)參數(shù)在允許范圍內(nèi)方可進(jìn)行回采作業(yè),這樣可以充分避免瓦斯異常區(qū)的出現(xiàn),并能規(guī)范施工人員的開采行為,使其可以進(jìn)一步規(guī)劃開采的工作。

2.3 上隅角瓦斯治理

在工作面回采過程中,為防止上隅角瓦斯超限,應(yīng)該采取了以下措施:一是在上隅角設(shè)置臨時風(fēng)障。在上隅角設(shè)置臨時風(fēng)障,就可以利用臨時風(fēng)障迫使工作面風(fēng)流通過上隅角,達(dá)到稀釋排放瓦斯的目的。二是上、下隅角堵漏措施。在上下隅角處布置一定長度的擋風(fēng)簾,擋風(fēng)簾的頂部用鐵絲與頂梁上的小棍扎牢,下部與底板相接,并用木板或浮煤壓牢。下隅角擋風(fēng)簾可防止工作面風(fēng)流漏入采空區(qū),上隅角擋風(fēng)簾防止采空區(qū)含瓦斯風(fēng)流進(jìn)入工作空間,從而減少采空區(qū)瓦斯涌出。另外,也可根據(jù)現(xiàn)場情況采用在上下隅角堆放沙袋的方式進(jìn)行堵漏。

3 綜合瓦斯治理效果分析

通過采取風(fēng)量控制、瓦斯抽采與排放和上隅角瓦斯治理技術(shù)措施,大幅度降低工作面的瓦斯涌出量和上隅角瓦斯?jié)舛?瓦斯涌出量降低至1.5～2.5m3/min,上隅角瓦斯?jié)舛扔删C合治理前的0.5%(最高0.7%)降低到0.1%～0.2%,有效保證了礦井安全生產(chǎn)。

4 結(jié)語

總之,煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是我國重要的經(jīng)濟(jì)收入之一,在可持續(xù)發(fā)展的前提下,煤礦產(chǎn)業(yè)既要保證施工過程的安全問題,又要通過技術(shù)的應(yīng)用來提高開采的力度。然而對于頻頻發(fā)生的低瓦斯礦井異常區(qū)事故,煤礦產(chǎn)業(yè)又必須采取合理的措施來解決,進(jìn)而進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)收入。通過本文的分析,已經(jīng)明確了治理技術(shù)的應(yīng)用要求,所以技術(shù)人員和管理人員在提高管理意識的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)治理的能力,從根本上杜絕瓦斯事故的出現(xiàn)。

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楊國仁(1977-),男,漢族,2012年1月畢業(yè)于太原理工大學(xué)煤礦開采技術(shù)專業(yè),現(xiàn)在山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)神角煤業(yè)有限公司從事礦井通風(fēng)技術(shù)管理工作,助理工程師。