复杂瓦斯地质条件下回采工作面瓦斯治理技术

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:刘国强
[导读] 摘要:新时期煤矿产业发展迅速,为进一步提高复杂瓦斯地质条件下煤矿安全生产水平,还需要重视瓦斯治理技术的应用。
        鹤壁煤电股份有限公司第八煤矿  河南鹤壁  458000
        摘要:新时期煤矿产业发展迅速,为进一步提高复杂瓦斯地质条件下煤矿安全生产水平,还需要重视瓦斯治理技术的应用。文章通过对煤矿瓦斯危害与重要性进行分析,探讨回采工作面瓦斯治理技术的应用。
        关键词:地质条件;回踩工作面;瓦斯治理;治理技术
        引言
        随着我国矿井开采深度和规模的不断增大,较多矿井面临工作面瓦斯治理的难题。井下瓦斯灾害影响面广,直接威胁井下设施和人员安全,甚至可能造成矿井停产。尤其对于高瓦斯矿井,一方面,合理的工作面瓦斯治理措施是保障煤矿高效、安全生产的关键;另一方面,通过瓦斯抽采可有效利用煤层瓦斯资源,减少资源浪费,增加企业收益。
        1瓦斯治理的重要性
        随着煤矿综采技术的不断完善,工作面推进速度日益加快,对高瓦斯矿井瓦斯治理提出了越来越高的要求。工作面瓦斯涌出量中采空区瓦斯所占比重越来越大,通过采用多巷布置,加大通风量,稀释瓦斯,带来隐患较多,《煤矿安全规程》(2016版)取消了专用瓦斯排放巷治理工作面瓦斯的方法,采空区瓦斯抽采难度加大,由于采空区瓦斯浓度较低,采用普通钻孔抽采,因钻孔孔径小导致抽采量有限,往往瓦斯治理效果不好;采用底板岩石巷及高位岩石巷抽采采空区瓦斯成本太高,且效果得不到保证,这给工作面采空区瓦斯治理带来了新的难题。高瓦斯及突出矿井亟待寻求新的采空区瓦斯治理技术替代原有的专用瓦斯排放巷的进行瓦斯治理。目前布置工作面抽采采空区瓦斯时,多采用施工联络巷,将联络巷密闭插管进行抽采,由于每隔一定距离打一个联络川,数量多,工程量大,贯通时角联通风,管理难度大,且抽采过程中,矿压大,联络巷横川密闭容易压坏,造成漏风,甚至可能造成邻近的抽采巷道瓦斯超限。如采用钻巷机打1条大直径钻孔,在钻孔内插入大直径抽采管路,封孔接抽,代替联络巷横川插管,则可大大减小投资,易于管理,且提高抽采效果,这种技术需求在高瓦斯矿井具有广泛的实践意义。
        2复杂瓦斯地质条件下回采工作面瓦斯治理技术
        2.1通风防治
        在防治有害瓦斯的过程中,最重要的一点就是要做好通风防治,对道路进行通风是一项非常有效的手段,下面针对通风防治。来主要介绍一下应当注意哪些具体事项。第一,应当在巷道内布置一些铸钢锚杆,锚索杆等设施,这样就可以保证巷道内可以进行通风,在通风过程中有支护保障,同时,当要对钢筋混凝土砂浆进行喷射时,应当设置一些物体可以对巷道进行封闭。第二采用两侧走向,采用适当的手法来对煤层进行开采,就比如可以采用煤层长臂放顶方法来对其进行开采,在设计时需要再设置一个采空区,这样就会使其更加有保障。对于机动力,一式风巷应当采用前进后退式,应当确保在各个巷道内的推进风速符合要求,从而使得开采更加安全,可以达到通风防治的作用。第三,要加强基层通风,对基层持续进行通风,这样可以使得瓦斯基层中积聚的废气可以有效的排出,并且在通风时要保证风量是稳定的,不能不停转变风速,并且要在裁决开挖的每一个工作点都要保证可以通风,这样就在一定程度上避免了废气积聚造成的危害。第四,在设置回风巷时,应当设置两条,一条是用来将各种生产需要的电气设备进行存放,另一条就用来进行各种生产装卸作业,这样就会使工作更具有针对性,同时也可以保证安全。在对巷道进行防火维护时,应当将回风巷内的空气瓦斯浓度进行规定,保证其辐射浓度在1.5%以下。同时对于巷道的风速也应当进行控制,将风速设定为小于0.5米每秒。在选择材料时,应当使用不易燃的防火材料,还要在回风巷道内增设防火支护,避免回风巷道内出现可燃火花而造成爆炸。


        2.2瓦斯抽采及防突措施强化
        第一,矿井建立了地面永久抽采系统与井下移动抽放系统相结合的矿井立体抽采网络,对煤巷掘进工作面进行底板岩巷穿层预抽和巷帮本煤层顺层钻孔预抽,做到“分源抽放”和“分区计量”。第二,强化地质工作,通过底板巷掘进期间的钻孔资料分析,超前探测煤层和地质构造情况,底板岩巷施工期间必须坚持“先探后掘、边探边掘”,按要求编制好巷道剖面图,对落差大于煤层厚度的地质构造必须按石门揭煤进行管理。第三,强化两个“四位一体”综合防突措施。坚定不移执行区域措施先行、局部措施补充的原则;坚持底板巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯到位,强化穿层预抽管理,对抽采设施及时维护,每班进行抽采孔放水;坚持密集浅孔卸压排放到位,对密集浅孔两帮钻孔进行封孔连抽,每排钻孔封孔连抽不得少于6个钻孔,规范编制好防突预测图。第四,落实综合防突措施实施过程的安全管理和质量管控,建立完善的综合防突措施实施、检查、验收、审批等管理制度,详细记录煤与瓦斯突出预测、防突措施落实、措施效果检验、区域验证等关键环节的有关信息,为矿井防突工作提供科学依据。同时强化钻孔施工的过程管控,对抽采钻工施工作业做到了一孔一视频,并在钻孔施工地点安装了甲烷传感器,有效防范作假行为,确保过程可追溯。第五,建立并落实了通风瓦斯日分析制度,由总工程师每天组织分析瓦斯涌出异常以及钻孔施工中出现的顶钻、卡钻、喷孔等现象,
        2.3切实提升基层工作者的综合素质
        现阶段,我国瓦斯资源治理和煤层气治理行业技术发展,对煤矿基层工作者的基本职业技能和基本职业道德修养提出了更高的技术要求。企业管理部门应加强促进基层业务工作者的综合职业素养,定期对基层工作者进行各种专业技能的培训,使基层专业工作者积极参与各种专业知识培训、外出活动专题研究,在整个企业之中不断营造和突出良好的学习工作氛围。另外,加强新技术的学习,煤矿瓦斯无线传感器监测系统的高效应用涉及很多方面的知识,要想加强煤矿瓦斯无线传感器监测系统的应用,首先要做的就是加强瓦斯无线传感器监测系统应用知识的学习,熟练掌握此类监测系统的应用原理及应用流程,从而为煤矿瓦斯无线传感器监测系统的应用做好全面的准备。
        2.4发展巷道快速掘进技术
        目前,巷道的掘进速度已经成为限制综采工作面产量的一个重要因素,必须采用一些措施来加快巷道的掘进。要实现巷道快速掘进,关键在于两方面,一方面要提高掘进过程中的破岩速度,另一方面要提高掘进过程中的巷道支护速度。此外,还需要考虑煤层地质条件的影响,即要防治煤矿地质灾害,例如煤与瓦斯突出、冲击地压等。总而言之,瓦斯是煤矿安全问题最大的影响因素。虽然瓦斯事故有一定的突发性和隐秘性,但是在煤矿的实际工作中,还是可以对瓦斯问题进行防范。只要对煤矿进行严格的监管,做好措施,应用好设备,使用专业的工人,对瓦斯进行有效预测,就可以避免在煤矿内发生瓦斯事故问题,完成安全开采的目的,让煤矿企业可以在实现安全生产的同时也达到经济效益的丰收。为了实现巷道的快速掘进,需要做好三方面的工作,即对地质情况有详细的了解、将煤层中的瓦斯浓度降到安全值以下、采用先进的掘进工艺。工艺先进不仅指的是采用的掘进设备先进,而且各道工序的衔接能达到最好。考虑到岩巷的掘进效率比较低,要尽量减少岩巷的掘进量,提高煤巷的掘进量。煤巷的掘进采用一些连续采煤机再配上锚杆机,这样掘进的速度可以达到很高。
        结语
        综上所述,作为减少矿井风排瓦斯量、防治瓦斯灾害的治本措施,中国煤矿产业发展下瓦斯防治工作取得了不错的成绩。随着煤矿开采深度的不断增加和开采条件的日趋复杂,煤矿瓦斯抽采还将面临一系列技术难题。对此,煤矿企业还需要做好复杂环境下瓦斯治理工作。
        参考文献:
        [1]张玉龙.煤矿开采作业中凸显的问题研究[J].科技创新与应用,2020(23):121-122.
        [2]齐庆新,潘一山,李海涛,等.煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论基础与关键技术[J].煤炭学报,2020,45(5):1567-1584.
        [3]李富念.分析深部煤矿开采瓦斯综合治理技术[J].低碳世界,2019,9(9):137-138.
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