S综放工作面瓦斯治理技术措施
1工作面概况
1.1地质及开采技术条件
漳村煤矿是一座生产能力为300万t/a的现代化矿井,矿井开采二叠统山西组下部的3#煤层,煤层赋存稳定,结构简单,为一单斜构造,煤层厚度为6.30~7.0m。煤层倾角0?~18?,大部分地段<8?。煤层埋藏深度为136~300m。
矿井属于低瓦斯矿井,瓦斯相对涌出量3m3/t,绝对涌出量12m3/min。煤层无自然发火现象。煤尘具有爆炸性,爆炸指数20.41%。矿井水文地质条件比较简单,主要水源来自顶板含水层,富水性较弱,工作面正常涌水量30~60m3/h。
工作面倾斜长1500m左右,走向长200m左右,工作面回采率93%,全部采用综采放顶煤一次采全高。顶板管理方法是全部垮落法。工作面运输巷和回风巷均采用锚网支护,运输巷断面4.2m×3.2m,回风巷断面3.6m×3.3m。
1.2主要装备和回采工艺流程
工作面的主要设备配套为:mgty250/600-1.1d型采煤机、zzp4800-17/33型低位放顶煤液压支架,前部运输机为sgz764/630型,后部运输机为sgz830/800型。
工作面回采工艺流程:机组割煤→跟机移架→放煤/推前溜→清浮煤。
工作面采用顺序单轮逐架放煤法,一刀一放,放煤步距0.8m。工作面作业方式"三八制",两班生产,一班检修。
1.3工作面通风方式及配风量
最初工作面通风方式为u型,工作面上隅角和采空区瓦斯经常严重超限,威胁工作面正常生产。后来工作面通风方式改用w型,上隅角局部瓦斯聚积地点采用无火花型铝合金水力局部通风机。工作面配风量按《潞安环保能源股份有限公司"一通三防"管理规定》,经计算不小于800m3/min。
2u型通风方式综放工作面瓦斯分布特征
u型通风方式,即由一条进风巷,一条回风巷和工作面构成。开采过程中,上隅角、工作面靠近回风道较长一段及工作面附近的采空区经常性瓦斯严重超限,工作面无法进行正常生产。
漳村矿曾对综放工作面瓦斯分布特征作过详细观测,在正常回采时工作面瓦斯沿工作面方向在不同高度上,浓度是有一些差别的,距底板越高瓦斯浓度越偏高,工作面上隅角瓦斯最高浓度为5.5%,沿工作面方向距回风巷30~40m大范围瓦斯超限,工作面附近的采空区瓦斯也大落围超限。
图1为u型通风工作面及其附近采空区横向瓦斯浓度分布的实测结果(距底板3.0m高)。由图1可以看出,工作面靠近采空区侧瓦斯浓度明显高于煤壁侧。采空区的瓦斯聚积是造成工作面瓦斯聚积的根源。
图2为工作面上隅角与回风巷瓦斯浓度统计关系曲线,由图2可以看出,上隅角瓦斯浓度明显高于回风巷,当回风巷瓦斯浓度为0.7%时,上隅角瓦斯即达到超限浓度1.0%,根据回风巷风量可以计算出工作面瓦斯绝对涌出量q=800×0.7%=5.6m3/min。
图1工作面及采空区横向瓦斯分布情况
图2工作面上隅角瓦斯与回风巷瓦斯浓度关系曲线
由此可以得出这种u型通风方式适合瓦斯绝对涌出量<5.6m3/min的煤层条件,而漳村煤矿综放工作面在正常回采时瓦斯绝对涌出量为12m3/min(相对涌出理3m3/t),说明u型通风方式不适合现有的回采工艺及开采强度的要求。
3影响瓦斯浓度短时增高的其它因素
工作面瓦斯绝对涌出量与回采工艺、开采强度密切相关,影响综放工作面瓦斯浓度短时增高有以下因素:
(1)一般情况下,工作面初次来压和周期来压时,由于老顶大面积冒落,把采空区瓦斯短时挤入工作面;
(2)放煤口超过3个时("作业规程"规定2个),瓦斯浓度明显增大,所以要严格按作业规程操作;
(3)工作面片帮、冒顶时也会导致工作面瓦斯浓度短时增高;
(4)割煤速度突然增大,会导致采煤机附近瓦斯浓度增大甚至超限,所以要严格按"作业规程"操作。
4结合治理技术措施
4.1变u型通风方式为w型通风方式
根据以上的观测结果,经技术经济分析论证,选择在工作面靠近回风巷侧沿顶板开设1条排放瓦斯巷方案。把工作面通风方式变为w型。瓦斯巷断面2.8m×3.2m,锚网支护。瓦斯巷供风量≥200m3/min,瓦斯巷瓦斯浓度控制在2.5%以下。通过实测(关闭水力风机测量),工作面上风巷瓦斯聚积范围明显变小,由原来的30~40m变为8m以内,而且瓦斯浓度下降了3.5%,说明瓦斯巷作用是明显的。
4.2上隅角增设强力抽排设备
经调研得知,能够抽排高浓度瓦斯的设备有2种,一种是"无火花型"铝合金水力局部通风机,另一种是水力引射器。用水力引射器抽排上隅角瓦斯,因其风量和风压较小,使上隅角瓦斯浓度时有超限现象。后来改用"无火花型"铝合金水局部通风机抽排上隅角瓦斯,效果良好,基本杜绝了上隅角瓦斯超限现象。
4.2.1水力局部通风机的工作原理及结构形式
水力部通风机驱动采用水轮机原理,即压力水通过喷嘴、沿着切线方向射向水轮机的水斗上,使水轮盘旋转并带动同轴另一端的轴流式叶轮旋转,并产生负压,形成风流。
水力局部通风机的结构很简单,就是将电动局部通风机的电机去掉,改装成水轮机驱动,即在同一转轴上,一端安装水轮盘,另一端装有高效率叶轮。主轴、水轮盘及水斗是采用合金钢材料制造,叶轮和外壳采用无火化铝合金材料制造。其结构形详见图3。
图3水力局部通风机结构原理图
4.2.2水力局部通风机的技术行参数
水力局部通风机的技术参数见表1。
表1水力局部通风机技术参数
名称参数值风量/m3?min-1200~500全风压/pa300~1200全压效率/%45~25转速/r?min-12300~2500工作水压/mpa3.0~10.0耗水量/m3?h-113~18外形尺寸/mmφ670×1000重量(包括接口)/kg120配用风筒/mmφ600(或φ500)
4.2.3水力局部通风机的安装和使用
水力局部通风机即可接正压风筒,也可接负压风筒,现场可根据实际情况连接,水力局部通风机在漳村煤矿综放工作面安装方式如图4所示。风机的吸风口放置在上隅角瓦斯浓度最高的地点,出风口设置在超前支护范围之前,要求出风口周围风流通畅,无电气设备,出口周围1.5m范围设置警戒。
图4水力局部通风机抽排综放工作面上隅角瓦斯
水力局部通风机使用过程中经实测,风筒内瓦斯浓度为2%~5%。风机是由铝合金制造,重量轻,随工作面前进,移动方便。
5结论
(1)工作面u型通风方式适合瓦斯绝对涌出量<5.6m3/min的煤层条件。而漳村煤矿综放工作面在正常回采时瓦斯绝对涌出量12m3/min,因此u型通风方式不适合现有的回采工艺及开采强度。
(2)工作面改w型通风方式,适合漳村煤矿综放工作面开采。
(3)水力局部通风机适合用于漳村煤矿综放工作面抽排上隅角高浓度瓦斯。突发公共卫生事件应急预案
篇2：采掘工作面防尘瓦斯治理上隅角管理规定
一、喷雾降尘管理规定
1转载点喷雾
在装载点安设转载点喷雾,喷头数量不少于1个,悬挂在转载点的前上部600mm处,迎风流方向45°,喷雾直接对准落煤点,落煤点上部至转载点处加设纱网防尘罩,挂牌管理,责任人为转载点运输司机,必须做到转载点运行时必须开启转载点喷雾。
2采、掘面风流净化水幕
矿井主要进风大巷及回风巷、采煤工作面进回风巷、掘进工作面的迎头、喷浆机回风流下方5米范围内都必须安装风流净化水幕;各采掘工作面每周必须对巷道进行冲刷一次。
2.1采煤工作面风流净化水幕的具体位置:
a.进风巷内设置两道全断面水幕,第一道水幕在采煤工作面进风巷口向里10-15米范围内,第二道水幕在采煤工作面进风巷安全出口以外30米范围内。
b.回风巷内至少设置三道全断面水幕,第一道水幕在回风巷安全出口以外30米范围内,第二道水幕与第一道水幕间距不得大于20米,第三道水幕在工作面回风联络巷口下风侧10-15米范围内。
2.2掘进工作面风流净化水幕的具体位置:
?a.掘进工作面刚开口时在开口位置的下风侧10-15米范围内设置一道水幕。
?b.掘进工作面掘进长度超过50米不超过80米时,应在掘进巷道内设置一道全断面水幕,距迎头不超过50米。
?c.掘进工作面掘进长度超过80米时,应在掘进巷道内增加两道水幕,第一道水幕距正头不超过50米,第二道水幕与第一道水幕间距不超过20米,且第三道水幕在巷道回风口10-15米范围内。
2.3喷雾特别管理规定
a.全断面水幕5米范围内巷道底板进行硬化(要求:以水幕安装位置为起点,上风侧1米,下风侧4米底板进行硬化)。
b.在皮带侧挖设一个(长×宽×高=1米×1米×1米)水池用来储存水幕流下的积水,水池内安装一台风泵,利用池内积水冲刷巷道、洒水降尘;多余积水由风泵导入水沟或排水管排出工作面。
3惩罚办法:
对未安装水幕、喷头数量少、不能覆盖全断面,发现一处对责任单位处以500元的罚款;发现喷雾不开或成雾质量差,发现一次对责任单位处以200元的罚款;对巷道内积尘严重没按规定时间冲刷巷道的对施工单位处以500元罚款。
二、溜煤眼管理规定
不使用溜煤眼时,溜煤眼全部用旧皮带覆盖,同时溜煤嘴必须关闭。在出渣时,溜煤眼篦子留2-4个孔,其它地方均铺盖旧皮带。溜煤眼附近的浮煤及浮渣及时清理,并洒水湿润。
监督单位:安检科、通风科及通风队瓦检员?
惩罚措施:不符合规定,发现一次给以500元的罚款。
三、煤层注水管理规定
实施方案:工作面煤壁动压注水实行壁中单排打孔,仰角5-6°打入煤壁中,距底板1.2米。
钻孔间距为4米,其中1、3、5号钻孔孔深10米,采用大号封孔器封孔,封孔器压入6米以上。2、4号钻孔孔深6米,采用小号封孔器封孔,封孔器压入4米。(当2、4号注水棒露头时,将2、4号钻孔孔深打到10米,1、3、5号注水棒露头时,将1、3、5号钻孔孔深打到6米,以此类推实施切眼注水。)
将工作面分上中下三段责任区,分别为区队8、4、0点三个班。即工作面上段为8点班人员负责打钻,并负责工作面上中下三段注水工作,其它班次负责相应的责任区。区队安排足够的人员专项负责煤壁注水。
监督单位:安检科、通风科
惩罚措施:技术不达标或缺少钻孔的,按200元/孔的标准给予罚款。
四、上隅角管理规定
1、工作面上隅角不超前一排放顶,采用上隅角老塘预留抽放空间的方式进行瓦斯抽放,要求上巷每隔5米留设4对工字钢棚,以便上拐放顶后形成一个抽放空间。(预留空间采用打设#字形木垛进行埋管,方形木规格:长1.5米,边长0.2米)。
2、在预留棚内外两侧,使用编织袋装煤打双排煤袋墙,每排煤袋墙必须接顶,并要求接严接实,在两排煤袋墙中间压1.2米长的背木,要求离底400mm位置均匀背设6根,离顶400mm位置均匀背设6根,以防止煤袋墙倒塌。
3、工作面向前推进时,上巷需留设的4对工字钢棚,必须保证一梁两柱支架齐全,内外两侧用煤袋堵严堵实,煤带墙与上巷中心线垂直;高度不低于1.8米,交接班期间必须在老塘洒水。
4、将3根直径为75---100mm的抽放管置于工字钢棚下的空间内,管子头用金属网包严,待工作面推至预留空间处,工字钢棚外部使用煤袋垛严,上拐放顶后,从而使上拐老塘内形成封闭的抽放空间,以保证抽放效果。(预留空间内高度必须满足1.6米)
5、管子头必须吊挂在工字钢梁上,用塑料绳固定好,管子口用铁纱网包好,防止煤矸吸入管子内。第一根管子不掐断,在每个预留空间的中间位置,管子下部开口吸排瓦斯;第二根管子始终插入最近预留的工字钢棚空间内抽放,管子下部开若干小孔;第三根管子插入上拐头老塘以里0.5-1.0m(始终保持此长度)。三根管子竖直位置上的关系是:第一根管子在下部,其上面为第二根管子,最上面为第三根管子。三根管子垂直间距为500mm,第三根管子垂直距顶300mm,水平距上帮300mm,其他两根管子水平距上帮250-300mm。
惩罚办法:预留钢棚距离、钢棚数目、抽放支管吊挂埋设及支架支护质量不符合本规定要求,对施工单位处以500元的罚款;老塘交接班不洒水对施工单位处以500元的罚款。
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