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摘 要:城郊煤矿为瓦斯矿井,高瓦斯2505综采工作面的回撤还是首次,为做好回撤期间的瓦斯治理,我们结合实际,从分析瓦斯的分布及易造成瓦斯超限的因素出发,确定采用全风压并配合局部通风机通风的方法来治理回撤期间的瓦斯,从实施效果看,不仅保证了回撤期间的人员安全,而且杜绝了回撤期间的瓦斯超限。
关键词:全风压通风;局部通风机通风;瓦斯积聚;局部区域;回风道
1.概述
瓦斯矿井综采工作面回撤一般采用局部通风机进行通风,但随着工作面液压支架逐步回撤,回撤段压力增大,易出现掉矸、风筒破坏、局部风流紊乱、迎头风量偏小等问题,此种方法不能有效保证高瓦斯综采工作面瓦斯治理效果。为此,我们结合实际确定采用全风压并配合局部通风机通风的方法来治理瓦斯。
2.回撤前瓦斯分布
2.1.煤体瓦斯含量较大:2505综采工作面回采前期瓦斯比较稳定,回风瓦斯浓度在0.2%左右,在回采至通尺350m时出现瓦斯异常。工作面生产期间回风巷中正常瓦斯浓度在0.5%以上,风流稍有变化、顶板跨落就可能引起瓦斯超限。
2.2.采空区瓦斯含量较大:一是采空区未压实带范围内存有大量空间,并且该综采工作面为俯采,因甲烷的密度较空气小,工作面正常生产期间大量瓦斯涌入采空区。二是采空区内残留的煤不断向采空区释放瓦斯。
3.回撤期间易造成瓦斯超限的因素
3.1.回撤巷道空间因素:回撤风路空间的大小是保证风流畅通的唯一途径,由于支护不科学,顶板冒落等因素造成风流不畅,引起瓦斯事故。
3.2.工作面配风量:合理的配风是控制瓦斯事故的主要办法,多数瓦斯事故就是因为风量不足造成的。由于通风设施管理不善,出现漏风,回支架时支护不及时顶板冒落堵塞供风断面;配备风量不足等因素都会引起瓦斯事故。
3.3.局部区域:工作面的上下隅角、绞车窝等处在微风区或无风区,容易积聚瓦斯,这些区域容易被忽视,造成瓦斯事故。
4.回撤期间瓦斯治理方案实施
4.1.采用全风压与局部通风相结合的方法回撤支架:
本方案是在2505轨道顺槽车场安装两台型号为2BK-JNo5.6/22(1台工作,1台备用)的局部通风机,配合Φ500mm的风筒敷设至工作面迎头,在机尾绞车窝及进风隅角处安设风袖,主要用于机尾绞车窝及进风隅角处供风,降低此处瓦斯浓度。当回撤期间回风通路内顶板垮落时,采用局部通风机向工作面供风,乏风经2505胶带顺槽进入东翼胶带暗斜井。
采用全风压与局部通风相结合的方法,可以预防在工作面回撤期间回风通路内顶板垮落,造成回风通路堵塞,形成盲巷,瓦斯突然增加,导致瓦斯事故。
2505轨顺车场风机配电点处安装有一台KJ90-F16型监控分站,三台KDG3K型馈电断电仪,一台GFK70(A)型风筒风量开关传感器,三台KG9701A型低浓度智能甲烷传感器用于实时监测2505工作面回撤期间的瓦斯浓度和风筒供风状态。
采用本方案后,通过现场实测、监测数据分析、确定工作面回撤期间的风量达到630m?/min。根据2505工作面正常回采期间瓦斯涌出量最大为4.4m?/min预测2505工作面在采用本方案的情况下,瓦斯绝对涌出量最大值为3.0 m?/min,要使工作面瓦斯浓度不超过0.5%,则所需风量最少为600m?/min,而实际风量大于600 m?/min,能够满足生产需要。
4.2.方案实施保证:
为保证2505工作面回撤支架期间实现全风压通风,采用在支架撤出后搭设木垛的方式留设回风道,需要在支架回撤前在切眼内备足木垛等支护材料。
4.2.1.回风通道断面保证:
4.2.1.(1)木垛采用直径不低于Φ180mm的2.4m长圆杂木搭设,每根圆杂木在搭接处采用4根钯钉固定,防止其受侧压影响失稳。
4.2.1.(2)两台掩护架调向完毕后,在掩护架后方靠煤壁及隅角位置搭设三个木垛。
4.2.1.(3)支架回撤过程中随掩护架的移动,每回撤两台液压支架,在掩护架后方搭设一个木垛,木垛与煤壁间距控制在700--1000mm,每层木垛间两个圆木间距1800mm,搭接处距圆杂木端头200--300mm。
4.2.1.(4)木垛与木垛之间间距合理,不大于600mm,保证顶板垮落能够控制在合理范围内以确保正常通风。
4.2.1.(5)为确保搭设木垛期间的顶板安全及风道断面积,在每个木垛老塘侧支设两排共6—8根木点柱支撑钢丝绳,煤壁侧支设两排4—6根木点柱支撑木垛与煤壁间的顶板,每两台支架顶梁上背设4根圆杂木,确保掩护架拉移后的顶板支护。
4.2.2.机尾防瓦斯超限保证:
4.2.2.(1)在机尾绞车窝里端靠老塘侧上方吊挂便携式甲烷检测仪,在2505轨道顺槽车场安装两台型号为2BK-JNo5.6/22(1台工作,1台备用)的局部通风机,配合Φ500mm的风筒敷设至工作面迎头并正常开启,在机尾绞车窝及进风隅角处安设风袖,主要用于机尾绞车窝及进风隅角处供风,降低此处瓦斯浓度。
4.2.2.(2)风袖和绞车窝内便携式甲烷检测仪必须保证完好,并由专人负责。
4.2.2.(3)将机尾端头的顶板锚杆螺栓及时卸掉,加强密集切顶柱的管理,使隅角正常垮落,悬顶面积不大于2×5m2。当悬顶面积超过规定时采取强制放顶措施。
4.2.3.回撤期间管理保证:
4.2.3.(1)通风队每天安排测风员测定进风量和回风量并对比分析。
4.2.3.(2)每班必须安排班组长或瓦检员对2505工作面各区域通风设施进行认真检查,并进行交接班,对发现的通风设施问题及时向跟班队长及队值班室汇报,及时联系安排人员处理。将东翼暗斜井4#联络巷、2505胶带顺槽车场风门监管责任班班落实到人,保证风门联锁完好并保持关闭状态;加强职工通风安全教育,人员通过风门后要及时关闭风门,严禁同时打开两道风门,造成风流短路,严禁私自调整风门调节窗大小。
4.2.3.(3)风筒出风口距工作面待拆支架里侧不超过10m,且随设备回撤每10m拆除一节风筒。工作面要备用5m短节一节,及时调整风筒,使出风口与迎头距离不超过10m。
4.2.3.(4)安排矿领导、科室人员及通风专业管理人员现场专盯,保证回撤期间通风系统稳定和回撤期间的安全。
5.实施效果评价
5.1.实施优点:
工作面回撤期间的风量得到了保证:通过保留工作面回撤期间回风通道,有效的保证了工作面回撤期间的全风压供风量。虽然木垛对通风系统有影响,但是风量满足了稀释瓦斯到允许浓度的需要。
坚持每班回撤5架,没有出现瓦斯超限。根据回撤作业规程要求,每班回撤5架,整个过程严格按照了《2505工作面回撤作业规程》执行,在执行过程中没有出现瓦斯异常,并且达到了预想的安全回撤效果。回撤期间风量由开始回撤时的1178m?/min降到结束时的638m?/min;瓦斯浓度由0.08%升高至0.17%;工作面绝对瓦斯涌出量基本维持在1m?/min左右。
5.2.实施缺点:
影响回撤速度:根据现场跟班情况分析,每回撤两架需要施工两个木垛,每个木垛施工时间在1.5小时左右,按照城郊煤矿无瓦斯工作面正常回撤,一个小班能回撤支架在8~10架之间,影响正常回撤速度。
浪费材料:工作面共搭设木垛76个,消耗圆杂木3685根,其中含直径小于Φ180mm 的圆杂木约800根。
6.结语
采用全风压并配合局部通风机通风的方法有效保证了工作面回撤期间所需风量,降低了局部瓦斯积聚可能性,杜绝了工作面回撤期间引起的瓦斯超限。
关键词:全风压通风;局部通风机通风;瓦斯积聚;局部区域;回风道
1.概述
瓦斯矿井综采工作面回撤一般采用局部通风机进行通风,但随着工作面液压支架逐步回撤,回撤段压力增大,易出现掉矸、风筒破坏、局部风流紊乱、迎头风量偏小等问题,此种方法不能有效保证高瓦斯综采工作面瓦斯治理效果。为此,我们结合实际确定采用全风压并配合局部通风机通风的方法来治理瓦斯。
2.回撤前瓦斯分布
2.1.煤体瓦斯含量较大:2505综采工作面回采前期瓦斯比较稳定,回风瓦斯浓度在0.2%左右,在回采至通尺350m时出现瓦斯异常。工作面生产期间回风巷中正常瓦斯浓度在0.5%以上,风流稍有变化、顶板跨落就可能引起瓦斯超限。
2.2.采空区瓦斯含量较大:一是采空区未压实带范围内存有大量空间,并且该综采工作面为俯采,因甲烷的密度较空气小,工作面正常生产期间大量瓦斯涌入采空区。二是采空区内残留的煤不断向采空区释放瓦斯。
3.回撤期间易造成瓦斯超限的因素
3.1.回撤巷道空间因素:回撤风路空间的大小是保证风流畅通的唯一途径,由于支护不科学,顶板冒落等因素造成风流不畅,引起瓦斯事故。
3.2.工作面配风量:合理的配风是控制瓦斯事故的主要办法,多数瓦斯事故就是因为风量不足造成的。由于通风设施管理不善,出现漏风,回支架时支护不及时顶板冒落堵塞供风断面;配备风量不足等因素都会引起瓦斯事故。
3.3.局部区域:工作面的上下隅角、绞车窝等处在微风区或无风区,容易积聚瓦斯,这些区域容易被忽视,造成瓦斯事故。
4.回撤期间瓦斯治理方案实施
4.1.采用全风压与局部通风相结合的方法回撤支架:
本方案是在2505轨道顺槽车场安装两台型号为2BK-JNo5.6/22(1台工作,1台备用)的局部通风机,配合Φ500mm的风筒敷设至工作面迎头,在机尾绞车窝及进风隅角处安设风袖,主要用于机尾绞车窝及进风隅角处供风,降低此处瓦斯浓度。当回撤期间回风通路内顶板垮落时,采用局部通风机向工作面供风,乏风经2505胶带顺槽进入东翼胶带暗斜井。
采用全风压与局部通风相结合的方法,可以预防在工作面回撤期间回风通路内顶板垮落,造成回风通路堵塞,形成盲巷,瓦斯突然增加,导致瓦斯事故。
2505轨顺车场风机配电点处安装有一台KJ90-F16型监控分站,三台KDG3K型馈电断电仪,一台GFK70(A)型风筒风量开关传感器,三台KG9701A型低浓度智能甲烷传感器用于实时监测2505工作面回撤期间的瓦斯浓度和风筒供风状态。
采用本方案后,通过现场实测、监测数据分析、确定工作面回撤期间的风量达到630m?/min。根据2505工作面正常回采期间瓦斯涌出量最大为4.4m?/min预测2505工作面在采用本方案的情况下,瓦斯绝对涌出量最大值为3.0 m?/min,要使工作面瓦斯浓度不超过0.5%,则所需风量最少为600m?/min,而实际风量大于600 m?/min,能够满足生产需要。
4.2.方案实施保证:
为保证2505工作面回撤支架期间实现全风压通风,采用在支架撤出后搭设木垛的方式留设回风道,需要在支架回撤前在切眼内备足木垛等支护材料。
4.2.1.回风通道断面保证:
4.2.1.(1)木垛采用直径不低于Φ180mm的2.4m长圆杂木搭设,每根圆杂木在搭接处采用4根钯钉固定,防止其受侧压影响失稳。
4.2.1.(2)两台掩护架调向完毕后,在掩护架后方靠煤壁及隅角位置搭设三个木垛。
4.2.1.(3)支架回撤过程中随掩护架的移动,每回撤两台液压支架,在掩护架后方搭设一个木垛,木垛与煤壁间距控制在700--1000mm,每层木垛间两个圆木间距1800mm,搭接处距圆杂木端头200--300mm。
4.2.1.(4)木垛与木垛之间间距合理,不大于600mm,保证顶板垮落能够控制在合理范围内以确保正常通风。
4.2.1.(5)为确保搭设木垛期间的顶板安全及风道断面积,在每个木垛老塘侧支设两排共6—8根木点柱支撑钢丝绳,煤壁侧支设两排4—6根木点柱支撑木垛与煤壁间的顶板,每两台支架顶梁上背设4根圆杂木,确保掩护架拉移后的顶板支护。
4.2.2.机尾防瓦斯超限保证:
4.2.2.(1)在机尾绞车窝里端靠老塘侧上方吊挂便携式甲烷检测仪,在2505轨道顺槽车场安装两台型号为2BK-JNo5.6/22(1台工作,1台备用)的局部通风机,配合Φ500mm的风筒敷设至工作面迎头并正常开启,在机尾绞车窝及进风隅角处安设风袖,主要用于机尾绞车窝及进风隅角处供风,降低此处瓦斯浓度。
4.2.2.(2)风袖和绞车窝内便携式甲烷检测仪必须保证完好,并由专人负责。
4.2.2.(3)将机尾端头的顶板锚杆螺栓及时卸掉,加强密集切顶柱的管理,使隅角正常垮落,悬顶面积不大于2×5m2。当悬顶面积超过规定时采取强制放顶措施。
4.2.3.回撤期间管理保证:
4.2.3.(1)通风队每天安排测风员测定进风量和回风量并对比分析。
4.2.3.(2)每班必须安排班组长或瓦检员对2505工作面各区域通风设施进行认真检查,并进行交接班,对发现的通风设施问题及时向跟班队长及队值班室汇报,及时联系安排人员处理。将东翼暗斜井4#联络巷、2505胶带顺槽车场风门监管责任班班落实到人,保证风门联锁完好并保持关闭状态;加强职工通风安全教育,人员通过风门后要及时关闭风门,严禁同时打开两道风门,造成风流短路,严禁私自调整风门调节窗大小。
4.2.3.(3)风筒出风口距工作面待拆支架里侧不超过10m,且随设备回撤每10m拆除一节风筒。工作面要备用5m短节一节,及时调整风筒,使出风口与迎头距离不超过10m。
4.2.3.(4)安排矿领导、科室人员及通风专业管理人员现场专盯,保证回撤期间通风系统稳定和回撤期间的安全。
5.实施效果评价
5.1.实施优点:
工作面回撤期间的风量得到了保证:通过保留工作面回撤期间回风通道,有效的保证了工作面回撤期间的全风压供风量。虽然木垛对通风系统有影响,但是风量满足了稀释瓦斯到允许浓度的需要。
坚持每班回撤5架,没有出现瓦斯超限。根据回撤作业规程要求,每班回撤5架,整个过程严格按照了《2505工作面回撤作业规程》执行,在执行过程中没有出现瓦斯异常,并且达到了预想的安全回撤效果。回撤期间风量由开始回撤时的1178m?/min降到结束时的638m?/min;瓦斯浓度由0.08%升高至0.17%;工作面绝对瓦斯涌出量基本维持在1m?/min左右。
5.2.实施缺点:
影响回撤速度:根据现场跟班情况分析,每回撤两架需要施工两个木垛,每个木垛施工时间在1.5小时左右,按照城郊煤矿无瓦斯工作面正常回撤,一个小班能回撤支架在8~10架之间,影响正常回撤速度。
浪费材料:工作面共搭设木垛76个,消耗圆杂木3685根,其中含直径小于Φ180mm 的圆杂木约800根。
6.结语
采用全风压并配合局部通风机通风的方法有效保证了工作面回撤期间所需风量,降低了局部瓦斯积聚可能性,杜绝了工作面回撤期间引起的瓦斯超限。