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文档简介
1、瓦斯涌出异常区综采面跨巷回采瓦斯治理技术 1 概况邢台矿采用中央竖井阶段平巷、采区石门开拓方式。矿井通风方式为混合式,即:东翼和二采区是中央并列式;西翼其他区为对角式。204工作面为一个瓦斯涌出异常且由203共和面跨二采区回风巷开采进入三采区的综采工作面(见图1)。图1 204工作面巷道布置示意图2 瓦斯来源分析采煤工作面瓦斯来源主要有3个方面:(1)煤体赋存瓦斯释放;(2)煤层顶、底板瓦斯析出;(3)采空区瓦斯涌出。瓦斯来源不同,治理技术也有相应的侧重。由图1知,204工作面采空区与二采区回风巷相连,使得跨巷回采后的采空区处于中央风井与西风井共同作用之下,采空区漏风情况非常复杂且难以杜绝。2
2、04工作面回采初期瓦斯绝对涌出量相对较小,仅有4.2m3/min。近期,受漏风、断层等诸多因素影响,瓦斯绝对涌出量曾高达16 m3/min,致使上隅角和回风巷风流中瓦斯严重超限,直接威胁着工作面的安全生产。为了搞清204工作面瓦斯来源,首先,对204工作面回风流瓦斯浓度和风量定时测量;其次,对沿途通风设施开启情况和上隅角气体变化进行调查;最后,将数据绘制成图2和图3。图2 瓦斯涌出量与工作面风量变化曲线图3 设施开启与上隅角气体变化曲线由图2知;204综采工作面瓦斯绝对涌出量随回采工序变化不大,有时出现随风量增加瓦斯绝对涌出量反而上升的现象。曲线的反弹现象说明煤体本身赋存的瓦斯以及断层出现均不
3、是瓦斯涌出异常的主要因素。由图3知:当450m东大巷风门(图1中的1 #、4 #、5 #风门)频繁开启时,204工作面上隅角瓦斯浓度急剧上升。此现象表明,450m东大巷风门开启时,二采区风量增加、风压增大,迫使跨后采空区高浓度瓦斯向204工作面移动。3 瓦斯治理技术措施3.1 调整系统引导瓦斯综上分析:204共作面瓦斯异常主要原因是跨后采空区高浓度瓦斯向204工作面运移的结果。由图1分析知:跨后采空区属于角联风路。其漏风方向有三种情况:高浓度瓦斯流向204工作面空间;引入二采区回风巷;静止不动。跨后采空区漏风静止不动的情况受通风设备影响很难实现,而将高浓度瓦斯引入二采区回风巷的方案解决204工
4、作面瓦斯问题容易实现。首先摘除二采区回风巷风门(2 #风门),其次再缩小450m东巷口调节风门(1#风门)风窗,控制二采区总进风量,调节二采区风压,使跨后采空区高浓度瓦斯向二采区回风巷缓慢运移;其次,利用二采区风量稀释涌出的高浓度瓦斯。通风系统调整之后,相当于204工作面补加一条可控瓦斯排放巷。一方面,保证二采区正常生产;另一方面,使204工作面瓦斯得到有效治理。3.2 增加综采工作风量(1)拆除设施疏通风路。由公式h=rq2和r=lu/s2知:风压h不变时,减小风阻r,可以提高风量q。而减小风阻r的最好方法是扩大通风断面s。为此,拆除废旧通风设施,增大了通风断面,减小了通风阻力,使204综采
5、工作面风量增加近100 m3/min。(2)合理压缩其它地点用风。临时封闭600采区和0采区,节约风量近400 m3/min,随着7713工作面回采结束,缩减七采区风量300 m3/min,其他各处压缩风量150 m3/min,使得204综采工作面风量将增加175 m3/min,最终使204综采工作面有效风量达到1 000 m3/min,保证了安全生产。3.3 上隅角瓦斯治理瓦斯向工作面上隅角运移过程中,随着液压支架架后漏风风速的降低边运移边上浮,当上隅角存在涡流时,就会出现瓦斯积聚。通风系统调整后,跨后采空区瓦斯对204工作面生产的影响减小,而上隅角瓦斯积存问题则显得较突出。针对瓦斯运移规律
6、采取以下措施进行治理:在进风隅角设立风帐或临时密闭,避免风流直射采空区,从而减少采空区漏风;安设专用风机处理上隅角涡流区高浓度瓦斯;剪切顶锚杆,使顶板及时冒落,缩短悬顶距离;临时密闭,减小瓦斯积存空间。3.4 治理效果通过综合治理,效果显著204工作面回风风流中瓦斯浓度保持在0.40.6之间;二采区回风巷瓦斯浓度稳定在0.6左右;204工作面上隅角瓦斯浓度在1以下。4结论(1)工作面瓦斯涌出中采空区瓦斯占主要地位时,单凭提高工作面有效风量,效果不明显,要以控制源头为主。进行综合治理。(2)204工作面采用跨巷回采设计,采空区漏风难以杜绝,不仅给瓦斯治理带来很大因难,而且对采空区防灭火极为不利。建议在低瓦斯矿井的
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