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1、煤与瓦斯突出论文煤矿瓦斯抽放论文-综采工作面瓦斯综合治理的研究与应用 摘要:本文通过对唐山矿业公司2781综采工作面瓦斯来源分析,找出了影响工作面瓦斯异常涌出的原因,采取了调整采区及相关系统通风压力、回风巷抽排局部通风机排放、利用移动抽放泵站上角埋管抽放和回风巷高位钻孔抽放等综合治理措施,取得了良好效果。 关键词:瓦斯;抽排局部通风机;移动式瓦斯抽放泵 唐山矿是高瓦斯矿井,矿井绝对瓦斯涌出量为51.968m3/min。为适应企业快速发展的需要,唐山矿全力打造高产高效矿井,工作面单产不断提高,高强度的回采给工作面瓦斯管理带来了难
2、度,工作面上隅角和回风巷瓦斯时常超限,严重影响了矿井的安全生产。通过对2781综采工作面瓦斯异常涌出进行了研究与治理探索,取得了一定效果。 1、工作面概况 2781工作面位于唐山矿北翼十二水平七石门采区,属8煤层,北部为2783未采区,上部为2751、2753采空区,工作面走向长度560m,工作面长度110m,煤层倾角13-47度,煤层厚度平均4m。风道和溜子道沿底布置,采用10.4m2金属拱型支护。回采过程中,瓦斯涌出异常,特别是工作面周期来压期间和大气压力突然下降时,最大时工作面面风流瓦斯浓度0.3%,回风上角瓦斯浓度为5～
3、8%,风道回风瓦斯浓度1.2%,采用综采割煤工艺开采,工作面采用“U”形全风压通风,有效风量为15.1m3/s,正常状况下风道回风瓦斯浓度为0.4～0.6%。(见图1) 2、瓦斯来源分析 通过对2781工作面瓦斯涌出量的测定,测定结果见表1。 可以看出:影响安全生产的瓦斯主要来源为采空区瓦斯涌出。 采空区瓦斯分为两部分:5煤层采空区和2781本身采空区瓦斯。 2781工作面上部为5煤层采空区,5煤层与8煤层层间距为30～40米,5煤层系统通风压力比2781系统通风压力高186.9Pa,5煤层采空区瓦斯沿裂隙向2781采空区
4、运动。 2781工作面为综采工作面,采空区遗留浮煤较多,且煤层中瓦斯含量较大,浮煤向2781采空区大量涌出瓦斯。 3、瓦斯异常涌出的因素分析 3.1大气压力变化影响 采空区内的压力与巷道内的通风压力需保持平衡状态。当大气压力突然下降时,井下巷道的通风静压也相应下降,采空区内的压力高于通风静压,采空区内的瓦斯大量涌出;当大气压力突然升高时,巷道内的通风压力高于采空区内的压力,采空区内的瓦斯几乎没有涌出;当大气压力变化平缓时,巷道内的通风压力与采空区内压力相对平衡,瓦斯均匀涌出。从2781工作面瓦斯涌出情况看,瓦斯大量涌出时多发
5、生在大气压力下降较为明显的时期。 3.2受地质赋存条件影响 2781工作面的煤层倾角大,13～47度,平均30度,瓦斯比空气的比重轻,大量的高浓度瓦斯积聚在工作面上部采空区的空间,风流流向支架采空区后,含大量高浓度瓦斯的污风从上角集中涌出,积聚在上角,造成上隅角超限,正常时在1.8～2.5%之间;如果出现异常时,瓦斯浓度在10%以上。 3.3受周期来压影响 该工作面顶板岩层瓦斯赋存量大,当工作面周期来压时顶板大面积跨落,岩层瓦斯大量释放,造成瓦斯涌出量增大。 3.4受5煤层采空区影响 由于七北石门5煤层系统(已经回采结束
6、)通风压力比2781系统198.2Pa,致使5煤层采空区瓦斯向2781工作面运动。 4、综合治理措施 针对瓦斯来源及影响瓦斯异常涌出的原因,采取了综合治理方案如下: 4.1调整采区通风系统及相关系统通风压力 为保持采区通风系统的稳定可靠,维护2781的通风断面达到设计标准,调整北翼七石门的通风系统,改变北翼系统阻力分布状态,在七北石门5煤层进风巷增设两道调节风门,用以降低北翼5煤层的通风压力,避免5煤层采空区瓦斯向2781采空区运移。工作面有效风量保持在18.00m3/s以上,提高工作面通风压力,以减小大气压力变化带来的影响
7、程度。 4.2使用抽排局部通风机抽排上隅角瓦斯 根据对已采工作面瓦斯涌出情况来看,工作面开采初期,瓦斯涌出量不大,上隅角瓦斯浓度低,当工作面推进30m以后,工作面老顶跨落,工作面采空区与周围采空区连通,上隅角瓦斯开始超限。所以提前在2781工作面回风侧距离50米处安装一台抽瓦斯局扇,并在抽瓦斯风机进风口和出风口安装瓦斯自动报警断电装置,进风口瓦斯断电浓度为2.5%,出风口瓦斯断电浓度为1.5%。从2781工作面使用情况来看,当工作面上隅角瓦斯浓度达到4%～8%时,通过使用抽排风机能够满足上隅角瓦斯不超限。该方法对上隅角瓦斯抽放效
8、果非常明显。但在使用中要特别注意三点,一是监测断电功能必须齐全可靠,传感器、断电仪等经常维护,每隔一天校验一次;二是风机负压风筒进风口的管理,采用在负压风筒末端加一根Φ400mm的铁质风筒,该风筒进风口进入采空区切顶线以里1.0米左右
