探讨矿井瓦斯抽采的必要性及抽采方法

发表时间:2021/7/5   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:刘丹 王新超
[导读] 摘要:煤炭是一种重要的矿石能源,为推动社会经济发展、工业化建设做出了重要的贡献。
        河南能源义煤集团新义矿业有限公司  通风队河南省洛阳市  471800
        摘要:煤炭是一种重要的矿石能源,为推动社会经济发展、工业化建设做出了重要的贡献。煤矿生产运行中,在确保生产效率、生产质量的基础上,也要保障生产安全,从而更好地满足当今社会对煤炭不断提高的需求。瓦斯是影响煤矿井下作业安全的主要因素之一,瓦斯产生后如果不能及时排出,便会危害井下作业人员的身体健康,还会引发瓦斯爆炸事故。为此,煤矿生产中,应注重井下瓦斯治理工作,并要设置有效的通风系统。
        关键词:矿井瓦斯抽采;必要性;抽采方法;
        引言
        瓦斯灾害在煤矿生产中不但会对职工生命安全造成威胁,而且制约着煤矿的高效高产。在新建矿井中,首采工作面的开采会导致大量瓦斯涌出,如果不能及时对瓦斯进行抽放,将会影响工作面的安全生产,甚至引发瓦斯灾害。为保证工作面的安全生产,必须对首采工作面瓦斯进行治理。
        1煤矿瓦斯通风中的安全问题
        瓦斯是影响煤矿生产安全的主要因素之一,为了对煤矿内的瓦斯浓度、含量进行检测,需要建立瓦斯监控系统,若是瓦斯浓度超标,瓦斯监控系统便会做出预警,以便于相关人员及时处理,保障煤矿井下作业安全。瓦斯监控系统的作用原理是,全面收集煤矿井下数据,传输给监控系统,监控系统进行数据分析,判断是否需要发出预警;如果数据分析结果显示瓦斯浓度超过预定值,那么监控系统便会报警,促使井下作业人员及时撤离。但目前,瓦斯监控系统还存在一定的问题,特别是瓦斯检测器,无法准确对矿井内的瓦斯浓度进行准确检测,无法保障井下作业安全。煤矿井下瓦斯治理工作中,通风系统发挥着重要的作用,通风系统可以通过连续不间断的排风,来稀释瓦斯浓度,但其耗电量较大、成本较高,且无法满足紧急排风要求。同时,通风系统还存在设置不合理的问题,在经过一段时间的运行之后,煤矿通风系统出现老化、故障或薄弱点,通风效果变差,无法发挥稀释瓦斯的作用。此外,近年来,煤矿开采深度不断增加、开采环境的恶劣程度不断加大,瓦斯排放量也大幅度提高,因此需要提高通风系统的风量,才能确保其瓦斯排放效果。但是目前很多煤矿,尤其是规模较小的煤矿,存在资金不足的问题,配置的通风设备技术含量不高、质量较差,无法满足提高通风系统风量的要求。也有一些煤矿企业,为了得到更多的利润,不重视通风系统,导致通风系统不能发挥其应有作用,给煤矿井下生产作业带来了诸多安全隐患。
        2抽采瓦斯的原则
        想要科学、有效的排除上覆相邻煤层瓦斯流到下覆工作面这一不良问题,同时又能节约成本支出,就需要在瓦斯抽取工作依照以下四大原则进行:第一,根据该区域的实际地质环境,选择和煤层赋存环境相一致的抽取方法。第二,尽量在瓦斯起源部分完成上覆煤层采空区域瓦斯的抽取方式。第三,应该尽量选取资金投放量少的方法,对原有的设施进行充分运用,以充分削弱瓦斯的含量。第四,应该尽最大努力降低工程的施工量,缩减劳动强度。
        3矿井瓦斯抽采方法
        3.1抽采系统概况
        11采区工作面采用分源抽采。
        地面瓦斯抽采泵站安装两台2BEC67型真空水环泵和一台2BEC82型真空水环泵,2BEC67型真空水环泵额定流量为350 m3/min,2BEC82型真空水环泵额定流量为500 m3/min,地面泵站负责井下11采区回采工作面本煤层、卸压带、底板巷穿层钻孔和浅孔抽采;
        井下东区瓦斯抽采泵站安设两台2BEC42型水环真空泵,额定流量120m3/min,东区2号抽采泵站安装两台2BEF50型真空水环泵,额定流量210m3/min。

工作时一用一备,负责对工作面天井、回风隅角和防喷孔装置进行抽采。
        3.2瓦斯抽采方法选择
        3.2.1底板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯
        11080工作面回采采用底板巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施,并采用水力冲孔增透措施提高抽采效果。穿层钻孔布置在工作面切眼底板巷及中部底板巷内,钻孔控制到煤巷两帮轮廓线外各30m及工作面整个回采区域,根据河南理工大学编制的《新义矿业有限公司三软低透气性煤层抽采钻孔瓦斯运移规律及抽采技术研究报告》确定新义矿业水力冲孔有效抽放半径为8m,为提高瓦斯抽采效果,切眼底板巷按垂距4.2m×6m布孔,中部底板巷按垂距4.2m×8m布孔。
        3.2.2回风隅角插管抽采
        在工作面回风隅角采用采空区插管和埋管相结合的抽放方式,抽放管末端插入末架立柱以里4m以上,并贴顶板,且用煤袋及黄泥封闭,保证严密不漏气。抽放主管紧贴轨道巷顶板吊挂。采用φ300mm抽放管进行抽放。
        3.2.3天井埋管抽放
        回采前在轨道顺槽上帮每隔10米做一天井,天井进入煤层顶板2m,在天井内埋入Ф300mm的钢管,钢管与抽放系统连通,待工作面推进过天井位置后,抽采老空区瓦斯。
        3.2.4卸压带抽放
        工作面前方深孔卸压抽放:在工作面上、下安全出口向外10~50m范围内每米施工一组卸压钻孔,钻孔排数根据煤层厚度确定,使工作面应力集中区应力释放,卸压孔施工结束后并连管抽放瓦斯。
        3.2.5浅孔抽采
        回采期间每回采5m施工一循环8—15m措施孔,措施孔每架布置一个(可根据煤岩赋存及煤厚情况适时调整),割煤期间割煤机前后10架封孔器可提前拔出,待割煤机过后需要立即进行补孔连管抽采,以保证工作面的连续抽采;措施孔每施工一个立即进行封孔抽采,封孔深度不小于0.4m。施工区队负责按设计要求补齐所需浅孔封孔器,并对工作面浅孔抽采管路进行日常巡护,防止积水和淤泥影响抽采效果,通风队负责上下巷抽采主管路的巡护,以保证主抽采系统抽采负压。
        结束语
        总而言之,通过对瓦斯矿井的煤层钻孔瓦斯抽采工艺进行改进,相比于以前的施工工艺,钻孔有效率更高,速度更快,而且抽采效果能够得到很好的提升,为煤矿瓦斯处理工作提供相应的帮助,确保煤矿的安全生产。
        参考文献
        [1]陈龙龙.探讨矿井瓦斯抽采的必要性及抽采方法[J].矿业装备,2021(02):192-193.
        [2]牛嘉野军.煤矿定向长钻孔瓦斯抽采技术研究与应用[J].机械管理开发,2021,36(01):149-151+249.
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        [4]吕文.综采工作面瓦斯抽采技术的应用[J].采矿技术,2021,21(01):37-39.
        [5]李瑞.探讨矿井瓦斯抽采的必要性及抽采方法[J].山西冶金,2020,43(06):195-197.
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