浅谈高瓦斯大倾角综放面上隅角瓦斯治理技术

   本文根据大黄山煤矿瓦斯地质实际情况,采用综合机械化放顶煤回采工艺时,针对+735m综采工作面上隅角瓦斯较高问题,制定出切实可行的瓦斯综合治理方案,实施多措并举,有效地防止发生瓦斯事故。
关键词大倾角煤层 上隅角 瓦斯治理 放顶煤
中图分类号TD712 文献标识码A 文章编号1009-914X(2013)25-0007-01
1、矿井概况
大黄山豫新公司一号井中大槽煤层平均厚25.12m,中大槽煤层顶板为粉砂岩、粉砂质泥岩及砂砾岩,岩石抗压强度平均为64.23Mpa,顶 板分类属偏坚硬;煤层倾角为25~48°。煤层易自燃发火,发火期3~6个月,煤尘具有爆炸危险性,爆炸指数为39%;矿井瓦斯相对涌出量为 41.6m3/t,绝对瓦斯涌出量为77.35m3/min,相对二氧化碳涌出量为2.79m3/t,矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。
2、+735m大倾角综采工作面特征
大黄山煤矿一号井西翼综采面布置在中大煤层,煤层走向近东西,煤层厚度22~26米,煤层倾角38~47°,即倾角由东向西逐步变大。现布置 斜切综放面一个,其工作面可采走向长1240米,倾向长100米,斜切分层平均放煤厚度12.5m,工作面平均倾角32°;布置三条走向巷道,分别 为+770m回风巷(沿底板布置)、+735m运输巷(沿顶板布置);为了解决瓦斯抽放和符合规定的爆破孔施工,在高于回风巷2米布置一条+772m工艺 巷(大致沿顶板布置)。
3、上隅角瓦斯综合治理方案
根据+735m综采工作面煤层瓦斯地质条件和瓦斯涌出特点,我们采取多措并举,提高抽放效果,确保抽采达标、抽采可靠的综合治理瓦斯措施。
3.1 建立稳定可靠的工作面通风系统,合理分配风量。
+735m综采工作面采用U型后退式独立通风系统,新鲜风流经采区进风大巷直接进入工作面下顺槽,通过工作面后经回风顺槽直接进入矿井总回风 井,确保工作面通风系统简单、安全、可靠。其次,合理配置综采工作面的风量,对落煤、煤壁释放的瓦斯和采空区涌出的瓦斯进行风排,根据采面回风流瓦斯情 况,采面回采初期,采面供风1700~1800m3/min,目前采面供风量1270m3/min左右。
3.2 进一步优化+735m采面抽放系统,瓦斯抽采实施分源抽放
3.2.1 实施高位抽放孔,抽取采空区瓦斯
回采前一个月,在工作面上顺槽施工高位抽放钻孔,抽采采空区上部游离瓦斯。按照巷道坡度情况设计,钻孔开孔位置距巷底2m。钻孔必须三次成 孔,先用Φ75mm钻头钻进,再用Φ159mm钻孔洗孔,最后扩成Φ180mm钻孔。每组钻场必须设置一个闸阀,闸阀控制本钻场的抽放管路。每组钻孔3 个,每组间距2m,主抽取+735采面架后40m、架前10米内瓦斯,并根据巷道坡度进行相应的调整。+735综采工作面高位瓦斯抽放钻孔剖面图如图1 所示。
3.2.2 实施回风巷接管、上隅角插管,抽取本煤层和采面上隅角瓦斯
在+735采面上隅角实施定点插管抽采。其方法为开启+780西大巷低负压瓦斯抽放泵,在+735工作面回风巷敷设一趟Φ219mmPVC 抽放管到距离上隅角10米处加设三通(以后随回采推进而回收),上端头抽放管分流器求至少5个出口,每个出口接设4寸弹簧软管一节10~20米,每根弹 簧管插入工作面上隅角内1~3米,其中一根插在第67副支架前梁上,其余4根插在工作面上隅角煤袋墙内,同时抓好上端头袋墙埋管、插管和弹簧管连接处漏风 处理工作,弹簧管连接必须紧密,严禁抽放管埋入袋墙底部或中部。此方法针对性强,能够将上隅角及采空区的瓦斯抽出,具体插管方式见图2所示。
3.3 实施上隅角抹面加强封堵
由于顶板属粉砂岩、粉砂质泥岩及砂砾岩,顶板分类属偏坚硬,每次在移动上隅角支架时,及时在上隅角利用黄泥进行抹面,对围岩裂隙进行充填,使 得松散的煤岩体成为一个整体,从而起到封堵作用。通过加强观察采空区顶板垮落情况,及时采取措施,确保采空区顶板垮落及时,防止了采空区大面积垮落,以预 防采空区瓦斯涌出,杜绝上隅角瓦斯聚积。
4、应用效果评价
+735综采工作面地质条件复杂,在回采过程中,通过不断摸索和总结经验,找出一条适合高瓦斯大倾角综采工作面上隅角瓦斯综合治理的方案,且 取得显著的效果。该工作面自2011年3月开始回采至2013年3月,上隅角的瓦斯浓度也没有出现过积聚、超限现象,工作面回风流瓦斯没有超过0.5%, 达到了预期的瓦斯治理效果,实现瓦斯零超限,为工作面的安全生产提供了保证。
5、结束语
我们清醒地认识到,“瓦斯不治,矿无宁日”,只有瓦斯存在,就可能形成瓦斯积聚,一旦瓦斯达到一定浓度,遇到明火,瓦斯爆炸将不可避免。瓦 斯并不可怕,可怕的是人对瓦斯的认识程度、对危险的重视程度不高,大黄山煤矿在井下开采生产过程中,运用科学的安全管理方式以及有效的资源,发挥人的智 慧,对矿井瓦斯灾害进行预测预防和控制,实现生产过程中人与机器设备、物料、环境的和谐,达到安全生产的目的。
参考文献
1 徐永圻《煤矿开采学》M.第三版中国矿业大学出版社,2009年7月.
2 张尚武高瓦斯大倾角综放工作面自燃火灾的治理技术J.煤炭技术,2009年03期.
3 马立军李小明阳泉矿区高瓦斯治理措施探讨A.矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用C.2009年.
作者简介
高辉(1983-),男,河南信阳人,工程师,现任大黄山煤矿调度室主任工程师,2009年毕业于河南工业大学,硕士学位,主从事煤矿安全、生产技术实践与研究工作。