四棵树煤矿八号井瓦斯治理技术应用及实践

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第12期4月   作者:罗遵权
[导读] 四棵树煤矿八号井矿井相对瓦斯涌出量为4.87m3/t,相对二氧
      罗遵权
      乌苏四棵树煤炭有限责任公司  新疆塔城  833019
      摘要:四棵树煤矿八号井矿井相对瓦斯涌出量为4.87m3/t,相对二氧化碳涌出量为0.86m3/t,绝对瓦斯涌出量15.31m3/min,绝对二氧化碳涌出量为2.71m3/min,其中采煤工作面最大绝对瓦斯涌出量为12.81m3/min,掘进面最大绝对瓦斯涌出量为0.83m3/min,为高瓦斯矿井。严格矿井瓦斯防治管理,着力构建 “以风定产、监控有效、抽采达标、管理到位”的瓦斯综合治理体系;牢固树立“瓦斯超限就是事故”的理念,预防和杜绝瓦斯超限事故[1]。
      关键词:瓦斯防治;瓦斯涌出规律;埋管抽采;瓦斯抽采泵
0矿井通风系统
      矿井通风方法为机械抽出式,通风方式为中央边界式,为“两进一回”,即主斜井、副斜井进风,二采区斜风井回风;主要通风机选用FBCDZ№-22型对旋轴流式风机,主扇风机额定流量45-115m3/s,额定风量2700-6900m3/min,额定风压H=200-3000pa,电机功率2×160KW。矿井采用6KV双回路供电,矿井用电来自矿区35KV变电所,分别引自距矿区6.8km处的牧场110KV变电站和相距4.6km处的峡口电站,属通风容易矿井;井下各地点按照《通风设计》和《配风计划》严格配风,通风系统可靠。
1矿井瓦斯涌出规律
1.1综采工作面瓦斯涌出规律及分析[2]
      综采工作面采用U型上行通风方式,回风隅角的瓦斯浓度较其它地点偏高,是容易积聚瓦斯的地点,故综采工作面回风隅角是防治瓦斯的重点区域。
综采工作面过断层、煤体裂隙发育等地质构造带时,瓦斯及其它有害气体浓度会明显增加,必须高度重视。综采工作面必须加强上端头顶板管理、采空区垮落不充分必须采取有效措施进行封堵。综采工作面周期来压,工作面移架期间,致使采空区后方顶板垮落,造成工作面瓦斯涌出量增大。综采工作面的瓦斯涌出会受大气温度、气压等环境因素的影响,特别是换季时,大气压力急剧下降,瓦斯涌出量会增加。
1.2掘进工作面瓦斯涌出规律及分析
      掘进工作面落煤期间,工作面顶部的瓦斯容易积存,必须加强掘进面的通风管理,确保安全生产。掘进工作面过煤体裂隙发育等地质构造带时,瓦斯及其它有害气体浓度会明显增加。掘进工作面的瓦斯涌出受大气温度、气压等环境因素的影响,特别是换季时,大气压力急剧下降,瓦斯涌出量会增加。
2、瓦斯预防和治理
      通防科严格按照通风设计对综采工作面进行配风,通防科测风员每10天进行测风,掌握工作面通风状况;并结合工作面实际,及时进行调整、测定风量,确保工作面风量符合设计、配风要求。当工作面回风隅角存在瓦斯持续上升达0.7%时,采取风障导风方式,加强回风隅角有害气体管理;综采队、通防队需在回风隅角向进风方向5-10米范围内设置风障进行导风,增大回风隅角风量,有效稀释回风隅角瓦斯,风障由当班瓦检员具体负责操作,回风侧端头组长及作业人员全力配合瓦检员完成打风障工作,当班队长、班长负责监督管理。当工作面回风隅角存在瓦斯持续上升达0.7%时,采取风障导风方式,加强回风隅角有害气体管理;综采队、通防队需在回风隅角向进风方向5-10米范围内设置风障进行导风,增大回风隅角风量,有效稀释回风隅角瓦斯,风障由当班瓦检员具体负责操作,回风侧端头组长及作业人员全力配合瓦检员完成打风障工作,当班队长、班长负责监督管理。
      工作面上、下端头安全出口必须通畅,并符合要求,如安全出口受矿压影响造成下沉,端头、超前支护使用端头支架支护必须保证支撑高度不低于支架最低高度,必须确保安全出口高度不低于1.8米,巷道宽度不低于2米;减少通风阻力,确保工作面风量稳定可靠。 综采工作面必须加强煤仓的管理,煤仓严禁放空,在煤仓放煤口设置风帘,杜绝煤仓漏风;开皮带人员认真观察煤仓储煤量,工作面未出煤或不开带式输送机时及时与放煤仓人员联系,煤仓内必须留有存煤,及时关闭煤仓嘴,并放下风帘,确保煤仓放煤口严密不漏风。
3实施回风隅角埋管抽采[3]
      3.1主、干、支管敷设:地面永久瓦斯抽采泵房经二采区回风上
山(B51205轨道顺槽回风联络巷口)安装φ478×8mm螺旋缝埋弧焊钢管(主管),B51205轨道顺槽安装φ355mmSSPE管、φ315mm聚乙烯钢丝骨架管(干管)经收集器、φ219mm平管(支管)、φ219mm钢丝软管连接长55m的φ219mm平管(平管的末端管口用铁板焊死)[4]。
3.2立管预埋工艺:随工作面回采,每趟平管间隔20m预埋1个φ219mmT型立管,为了增加抽采距离,φ219mm平管不回收,两趟φ219mm平管交错布置逐步预埋至采空区,第一趟立管与第二趟立管间距为10m,当第一趟T型立管进入采空区18m时,切换至第二趟平管T型立管(进入采空区8m)抽采,断开第一趟平管,安装第一趟平管第二根T型立管,管路断开前将控制闸阀关闭,并将管路法兰盘断开处两端分别使用堵板封堵,依次利用两趟埋管循环连续抽采,瓦斯抽采泵不停,埋管间距可按现场实际情况及抽采效果进行调整,埋管抽采接替具体见图1。

      管路断开时,断开处管路两端及时安装堵板封堵,防止采空区气体沿管道溢出,安装立管时,便于现场容易操作,立管与平管之间采用钢丝软管连接,不采用法兰盘直接连接。交错布置平管总长度78米,φ219mm长度10米的6根,5米的一根,3米的一根,两端都带法兰盘;φ219mm钢丝软管长度10米1根,两端都带法兰盘。在收集器的前端间隔6米,安装流量、瓦斯、一氧化碳、温度、负压传感器,实施连续监测各类气体数据,确保抽采效果。为保证抽采安全,在采空区瓦斯抽采过程中,必须经常监测CO浓度和温度等参数,当发现有自燃发火征兆时,应控制抽采或暂停抽采。
4高位钻孔抽放工艺
      高位钻孔施工选用型号:ZYWL-4000型履带式钻孔机,钻孔直径113mm,行走速度18(m/min),爬坡能力20°,钻孔倾角-5°-+25°,钻机外型尺寸(mm):2840*1300*2070(长*宽*高),其钻探深度可达400m,钻孔最大扩孔直径可达133mm,钻头直径113mm;钻杆直径Ф73㎜;钻杆长1500㎜[5]。定向高位长钻孔施工选用型号:ZYWL-6000D/6000DS型分体式定向钻机,最大钻进深度>1000m,开孔直径96/133/153mm,终孔直径96mm,通缆钻杆φ73×3000mm,胎体式PDC钻头φ96mm,额定输出转速50~200r/min,额定输出转矩6000~1400N.m,制动转矩2000N.m,推进/起拔力160/160kN,给进行程1000mm,正常给进速度0~1.5m/min,行走速度22m/min,爬坡能力20°,最大供水压力10MPa,供水流量0~280L/min,电动机功率:75Kw(主车)、55Kw(副车),重量9900kg,主车外形尺寸mm:3700×1450×2100(长×宽×高),副车外形尺寸mm:2140×1150×1450(长×宽×高),ZSZ1500随钻测量装置:方位角0~360°(±1.0°),工具面向角0~360°(±1.0°),倾角-90~+90°(±0.1°),孔底马达:规格Φ73mm(岩孔/煤孔),弯头弯度1.25°。
5结语
?目前,在通风系统的设置方面以及对瓦斯的防治技术制定的时候,相关技术人员应该结合煤矿井下的实际情况,将煤矿井下的通风系统进一步的优化,并且还要加强对瓦斯的防治,为之后的煤矿井下作业顺利地进行作出铺垫。强化通风和机电设备管理,提高瓦斯治理技术管理水平,提升瓦斯管理队伍责任感,实现全年瓦斯“零超限”管理目标,达到安全生产目的。
      参考文献:
[1]黄晓鹏.高瓦斯矿井自然发火防治与瓦斯治理技术研究[J].煤矿现代化,2021,30(04):197-198+201.
[2]赵富贵.正利煤矿14~(-1)102孤岛工作面瓦斯综合治理技术研究[J].山东煤炭科技,2021,39(06):128-130+133.
[3]武霄翔.高瓦斯超长综放工作面瓦斯治理技术[J].山东煤炭科技,2021,39(04):118-119+125+128.
[4]白雪.煤矿水环真空泵自动除垢装置设计与应用[J].煤矿机械,2021,42(04):156-158.
[5]张晓兵.综采面下邻近煤层瓦斯抽放技术应用探讨[J].江西煤炭科技,2021,{4}(02):183-185.
作者简介:罗遵权,1972.1--,男,汉,四川隆昌人,2001.7毕业于新疆煤炭专科学校采矿工程专业,大学专科学历,采矿中级工程师,职称;现在乌苏四棵树煤炭有限责任公司从事煤矿安全生产技术工作。
工作单位:新疆乌苏四棵树煤炭有限责任公司
从事工作/研究方向:煤矿安全生产技术及应急救援管理
单位邮编:833019
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