煤矿井下采掘工作面瓦斯防治技术研讨

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷7期   作者:何玉宝
[导读] 当瓦斯含量过高时,可能导致爆炸、火灾等安全事故。瓦斯突出严重时,工人难以逃生,瓦斯防治成为现场安全管理的重要内容
        何玉宝
        开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司通风区,河北 唐山 063109
        摘要:当瓦斯含量过高时,可能导致爆炸、火灾等安全事故。瓦斯突出严重时,工人难以逃生,瓦斯防治成为现场安全管理的重要内容。在开采过程中,人们可以控制地质构造或其他方面的变化,以减少瓦斯产量。当瓦斯含量和浓度逐渐增加时,需要相关人员做好瓦斯抽采工作,降低瓦斯含量,同时可以合理应用。本文主要分析了煤矿瓦斯控制与突出防治对策。
        关键词:煤矿井采掘工作面;瓦斯防治技术;问题;措施
        1 工作面瓦斯来源及运移规律
        在工作面开采过程中,煤岩体的压力平衡状态被破坏,出现全方位的裂隙。这些裂缝与工作面和采空区的形式向采空区排放气体的通道,从而逐渐增加气体的浓度在采空区,采空区不断流出,从而导致回采工作面和回风隅角瓦斯偏高。根据煤矿开采工艺和煤层赋存状况,工作面瓦斯涌出主要来自采空区瓦斯涌出和煤层瓦斯涌出。采空区瓦斯涌出主要来自采空区和工作面附近采空区开采后的残余煤。
        2 工作面瓦斯治理中的“防、堵、疏、排、截”
        1)防:通风系统能满足风量的要求,最大程度地防止气体的积聚。仔细检查横河及94条隧道的通风设施,并关闭所有通风设施,同时确保空气供应正常,以尽量减少漏气。根据西翼和94板风管、巷道断面和通风线路的分布情况,很难继续增加风量。当风量从600m3/min增加到860m3/min时,只需保持或增加少量风量即可简化通风系统。最大限度地分配空气,防止瓦斯积聚。
        2)堵:堵漏,减少瓦斯来源的回风角。为了减少从机头到料滴的漏气,减少了从料滴到回风隅角的气体排放。
        3)疏:边缘和减少阻力。为保证巷道断面,减少通风阻力,请清理每94个面板及相邻工作面的进回风风道,包括工作面至西风井的整个回风风道、累计风道。车道上的其他杂物会扩大车道的底面,不要在车道上长时间停放任何车辆。组织人员定期对隧道进行检查,发现问题并及时处理,确保巷道的通风。
        4)排:瓦斯抽放。这是关键,但也很困难。
        (1)施工顶板走向钻孔和辅助顶板钻孔。
        在钻井现场顶板钻孔的常规施工中,根据排水钻孔测得的负压、流量和浓度调整钻孔参数,以保证最终孔位。在裂缝带(煤层厚度6-8倍),最有效的井穿过裂缝带,延长了有效钻井的抽采时间,提高了抽采效率,增加了瓦斯抽采量。巷道内每20~30m建一组辅助顶板钻孔。钻孔结构应短、平、快。孔的最终位置是围绕回风隅角建造的。根据钻井排气参数测量结果,对施工参数进行微调,确保辅助井能在回风隅角有效排气。
        (2)煤层是由巷道中的侧煤层组成,沿煤层倾角钻进。每隔2m建一个钻头。由于头尾相差15m,钻头与巷道的夹角一般为60°~80°。当工作面地质条件发生变化时,应根据施工条件调整施工参数的位置。钻孔采用螺旋钻杆和静压水排渣。钻孔机的钻孔能力限制了煤层的钻孔结构。每个孔的平均深度为40m,有效长度和半径较小。通过对钻孔进行加密布置,保证了钻孔效果。
        (3)钻机ZYJ-420/200用于短孔施工,钻机MKD—5S(3200)用于长孔施工。仰角是煤层的倾斜角。方位角是根据最后两个孔之间的距离确定的。钻孔后,应在开采前1天及时封孔并连通,1天内通过抽气降低煤体含瓦斯量。切断:将采空区内的气体停止到回风的角落,清空开管。在气体排放管道的尾挡板上加一个蝶阀。当回气角过大时,将蝶阀上的蛇形管连接起来,在蛇形管尾部接一根扎满孔眼的Ф50mmPE管,将PE管延伸至1m,切断顶柱机尾,在回风隅角直接排气。


        3 当前煤矿瓦斯通风中存在的安全隐患
        3.1 瓦斯监控系统不完善
        瓦斯监测系统的不完善是煤矿瓦斯通风的主要隐患。在煤矿开采过程中,监控系统起着至关重要的作用。通过监控系统的监控,可以有效的监控矿山的实时运行情况,然后不断的收集矿山数据,从而有效的了解矿山的情况。此外,监测系统还能及时发送预警信号,从而有效地保证了矿山人员的人身安全。然而,就目前煤矿企业而言,许多煤矿瓦斯监测系统还不完善。不仅存在传感器故障、维护不善等问题,还存在长时间失修等问题,在一定程度上导致气体监测系统不能及时监测预警,从而增加了发生的煤矿事故概率。
        3.2 抽采设备的设置问题
        针对目前煤矿企业安装泵的实际情况,由于泵的位置靠近建筑物或矿口,因此也对矿井安全有影响。煤矿瓦斯安装安装排水泵时,既要考虑排水泵对周围环境的影响,又要考虑周围环境对排水泵的干扰,并采取预防措施。同时,在安装水泵时,一定要避免将其放置在人员密集移动的地方,否则会对人们的生命财产构成隐患。
        4 煤矿井下瓦斯爆炸的有效防治措施
        气体爆炸有三个条件,即氧气浓度充足、温度一定和气体浓度一定。如果其中一个条件不满足,它就不会爆炸。因此,为了防止瓦斯爆炸,要根据实际情况,从这三个条件出发,就能有效地防止瓦斯爆炸的发生,只要空气中氧气的浓度低于12%,就很难做到。因此,控制气体浓度和氧气浓度可以防止瓦斯爆炸。可以通过增加通风来控制气体浓度。采用风机增压,应保证矿井内部通风。使用风扇时,请打开通风窗。为了保证矿井内压的稳定,具体通风时间应根据矿井深度调整。
        4.1 构建功能完善的瓦斯监控系统
        当检测数据异常时,需要对矿井内部进行通风,及时降低瓦斯浓度。矿井中设有气体浓度传感器,与各种传感器系统相连,建立了完善的控制系统,既能保证作业人员的人身安全,又能稳定地开展采矿工作。结合瓦斯通风系统和瓦斯监测系统,通过瓦斯监测系统可以实时测量矿井中的瓦斯浓度。瓦斯浓度监测系统的建立可以实现对煤矿瓦斯浓度的实时监测,最大限度地减少瓦斯浓度事故的发生。员工需要了解控制系统的细节,并加强对井下工作的全过程控制,确保生产顺利进行。
        4.2 确保工作面的通风量
        为了建立可靠的通风系统,当浓度超过正常值时,应及时进行通风,对不稳定部位进行集中,防止采矿过程中瓦斯泄漏,并检查通风设备的风机状态。及时处理,防止风机在运行过程中出现故障。矿井通风的原理是把瓦斯从矿井排到地面。通风量和通风质量的控制是保证工作面通风量的关键。在通风过程中,必须采用合理的通风系统,提高工作面通风的平整度和风量的充分性,才能有效降低瓦斯爆炸的可能性。具体措施主要是在气体浓度高或稳定性差的部位需要集中通风,而气体浓度低的部位可以适当减少风量。在通风,必须使用正确的通风设备,并按照有关规定,保持通风设备处于良好的工作状态,确保设备的使用寿命,并建立适当的矿井回风通道,以确保良好的通风巷道的每个部分。
        4.3 严格遵守瓦斯安全规程
        国家对地下安全建设制定了较为完善的安全规程。在运行过程中,一定要严格遵守燃气安全规程,在提高施工质量的同时,合理制定相关的防控措施。按照煤矿建设安全规程的有关规定,必须保证工作面每天至少通风两次,每天至少通风三次,并设置专职监督员。在高危地区进行实时监测,有效控制气体浓度。
        5 结语
        煤矿企业需要加强通风系统的安全管理,在通风系统的基础上加大对瓦斯通风技术的研究,加强通风的技术措施,进一步提高通风质量,避免瓦斯事故的发生,确保煤矿安全生产。矿井通风技术的实施是有效改善作业人员工作环境、保证安全生产、降低瓦斯浓度的重要技术措施。
        参考文献:
        [1]张文凯.基于煤矿井下用瓦斯抽放管的现状及发展措施研究[J].能源与节能,2018(10):30-31+110.
        [2]张磊.煤矿井下瓦斯监测系统研究[J].内蒙古煤炭经济,2018(16):84+99.
        [3]杨林.煤矿井下瓦斯抽采钻孔机器人研究现状及关键技术[J].煤矿机械,2018,39(08):60-62.
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