億欣煤業(yè)采空區(qū)密閉墻處瓦斯積聚的處理方法

杜文兵

1 概述

晉煤集團(tuán)億欣煤業(yè)是一座年產(chǎn)1.2 Mt/a的現(xiàn)代化整合生產(chǎn)礦井，由山西沁水富景西都煤業(yè)、沁水西港煤業(yè)等五個(gè)礦井整合而成，主采2號(hào)和15號(hào)煤層，為低瓦斯礦井，近年來(lái)產(chǎn)量逐年遞增，隨著礦井不斷延深，礦井淺部靠近回風(fēng)井的附近已多為采空區(qū)，由于巷道開(kāi)口為沿煤層底板掘進(jìn)，當(dāng)回采工作面回采到停采線之后，由于回采動(dòng)壓影響，巷口頂部煤體被破壞，頂板破碎，如在此建密閉墻，即使工程質(zhì)量提高，但采空區(qū)漏風(fēng)仍然會(huì)從頂板破碎煤體中漏出。在礦井風(fēng)量增加的同時(shí)礦井負(fù)壓也隨之增高，使采空區(qū)瓦斯逐漸運(yùn)移到采煤工作面回風(fēng)側(cè)的密閉墻處，造成密閉墻前瓦斯積聚，給礦井帶來(lái)不安全隱患。

2 采空區(qū)密閉墻處的瓦斯治理方式

2.1 風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)稀釋

用導(dǎo)風(fēng)筒引導(dǎo)風(fēng)流來(lái)稀釋密閉墻前瓦斯可以說(shuō)時(shí)最直接、最節(jié)約的一種方式，如2222巷和2222副巷道 （見(jiàn)圖1），這種方法雖解決了密閉墻前的瓦斯問(wèn)題，但對(duì)于采空區(qū)漏風(fēng)帶出高濃度瓦斯這一情況并未解決，因漏風(fēng)帶入礦井回風(fēng)的瓦斯總量并未減少，給2230巷掘進(jìn)造成極大困難和安全威脅。

2.2 加厚密閉墻堵裂隙漏風(fēng)

原有永久密閉墻均采用料石、水泥結(jié)構(gòu)，墻厚1 m，因墻前瓦斯大，先后在2208巷、2212巷和2212副巷等地點(diǎn)加厚密閉墻且在夾層間搗黃土或用水泥澆筑，但由于密閉墻封頂較困難，密閉墻頂部仍然處于松散狀態(tài)，雖對(duì)密閉墻進(jìn)行噴漿處理，但對(duì)于處理密閉墻前瓦斯積聚效果并不明顯[1-3]。

圖1 2222巷道及抽放管道布置

如果將密閉墻緊靠巷口建筑，雖解決了墻前瓦斯積聚問(wèn)題，但會(huì)造成密閉墻下風(fēng)側(cè)有2～3 m的瓦斯帶，安全隱患并未消除。加之，礦井煤體較松軟，不僅巷口裂隙多。密閉墻難以封閉嚴(yán)密，而且巷口密閉墻還會(huì)給井巷維修造成一定困難。

2.3 快速密閉材料封閉

快速密閉主要應(yīng)用于煤礦井下巷道的密閉和永久閉墻的堵漏。其產(chǎn)品由類(lèi)似聚胺脂的A、B兩組成份組成，分別置于兩個(gè)壓力容器中。當(dāng)噴槍工作時(shí)，兩種組分在各自容器內(nèi)的壓力推動(dòng)下，按比例混合反應(yīng)后噴出，短時(shí)間內(nèi)形成硬質(zhì)泡沫固化物，當(dāng)其附著于物體表面時(shí)，起到密閉作用。但由于價(jià)格昂貴、必須在無(wú)淋水的地點(diǎn)、密閉墻與巷道結(jié)合處必須清理干凈，在操作過(guò)程中注意事項(xiàng)且A、B罐調(diào)節(jié)壓力不宜掌握等原因，仍會(huì)造成密閉不嚴(yán)，因此使用受到限制[4-5]。

2.4 抽放密閉墻內(nèi)瓦斯

2222正巷和副巷墻前瓦斯積聚量大，其涌出瓦斯造成2230巷綜掘開(kāi)口施工受到影響，最高時(shí)2230巷開(kāi)口處曾達(dá)到2%，墻前瓦斯達(dá)到10%以上，嚴(yán)重威脅著2230巷的安全生產(chǎn)。同時(shí)，此地點(diǎn)屬獨(dú)頭巷道通風(fēng)，因礦井全風(fēng)壓風(fēng)量分配緊張，此處只可滿(mǎn)足一臺(tái)2×15 kW風(fēng)機(jī)供風(fēng)，使用導(dǎo)風(fēng)筒稀釋又受到限制，在對(duì)密閉墻噴漿后，密閉墻前及2230巷處瓦斯?jié)舛瘸跗谟兴陆?，但很快便?huì)積聚瓦斯并達(dá)到爆炸濃度[6-7]。

為解決這一難題，便采用密閉墻內(nèi)瓦斯抽放的方法（見(jiàn)圖2）。

圖2 2222巷密閉墻抽放

使用閥門(mén)①對(duì)抽放系統(tǒng)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，抽放前后效果對(duì)比如表1、表2所示。

表1 采取密閉墻內(nèi)插管抽放前10d內(nèi)各地點(diǎn)的濃度

表2 采取密閉墻內(nèi)插管抽放后10d內(nèi)各地點(diǎn)的濃度

圖3 抽放前瓦斯?jié)舛茸兓€

圖4 抽放后瓦斯?jié)舛茸兓€

從表1和表2中可以看出，2222巷和2222副巷采取導(dǎo)風(fēng)筒稀釋、加厚密閉墻和快速封閉密閉墻措施后抽放前和抽放后各地點(diǎn)的瓦斯?jié)舛茸兓黠@，其中密閉墻里由抽放前的最高濃度19%降至抽放后為5.8%，2222巷密閉墻外瓦斯?jié)舛扔沙榉徘暗淖罡邼舛?.74%降至抽放后為0.14%，2222副巷密閉墻外由抽放前的最高濃度的1.8%降至抽放后的0.12%。從圖3和圖4的濃度對(duì)比看出，密閉墻里瓦斯?jié)舛认陆德蔬_(dá)到54.3%，瓦斯?jié)舛认陆禈O為明顯，可以看出，插管抽放是解決億欣煤業(yè)回采工作面密閉墻內(nèi)瓦斯積聚最為有效的方法，可有效杜絕回風(fēng)隅角瓦斯超限。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)處理2222巷和222副巷的密閉墻處瓦斯，幾點(diǎn)體會(huì)如下：

1）今后在設(shè)計(jì)中，盤(pán)區(qū)皮帶巷應(yīng)沿煤層頂板布置，而工作面巷道在沿煤層頂板開(kāi)口后，再進(jìn)入底板掘進(jìn)，以確?；夭芍?，密閉墻處的頂板仍處于完好狀態(tài)。

2）在密閉墻構(gòu)筑過(guò)程中，要提高密閉墻施工質(zhì)量。

3）使用抽放方法處理密閉墻前瓦斯時(shí)，要嚴(yán)控抽采系統(tǒng)負(fù)壓，調(diào)整好兩者之間的關(guān)系或使用低負(fù)壓、高流量抽放設(shè)備。

〔1〕高 飛，雷燕昂.大傾角綜采工作面密閉外瓦斯涌出分析[J].山東煤炭科技，2015（6）：66-68.

〔2〕樊清安，譚衛(wèi)華.天河煤礦A303采區(qū)火災(zāi)密閉構(gòu)筑實(shí)踐[J].江西煤炭科技，2012（4）：8-10.

〔3〕顏雪文，楊建平.密閉及其沿周注漿防火技術(shù)在尚莊礦的應(yīng)用[J].江西煤炭科技，2012（3）：10-11.

〔4〕金永飛，李 波，趙大龍.井下密閉墻快速構(gòu)筑技術(shù)研究與應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2015，34（5）：179-181.

〔5〕何重倫，顏雪文.密閉粉煤灰充填技術(shù)在尚莊礦的運(yùn)用[J].江西煤炭科技，2006（4）：40-41.

〔6〕李會(huì)云.古書(shū)院礦154303工作面瓦斯治理[J].江西煤炭科技，2013（3）：19-21.

〔7〕謝生榮，何富連.尾巷超大直徑管路橫接采空區(qū)密閉抽采技術(shù)[J].煤炭學(xué)報(bào)，2012，37（10）：1688-1692.