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煤矿瓦斯治理技术研究与对策

2013-10-14 10:08:03 来源:中国投资研究网 【字体: 【收藏本页】【打印】【关闭】

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核心提示:目前我国城镇化进程正在飞速发展,社会的生产规模也在急剧扩大,在煤矿产业中安全生产事故的发生也在随之增高。


关键词: 瓦斯

  目前我国城镇化进程正在飞速发展,社会的生产规模也在急剧扩大,在煤矿产业中安全生产事故的发生也在随之增高。煤与瓦斯和高瓦斯突出的矿井在矿井总数中占有较大的比例,同样由于瓦斯事故而引起的伤亡人数也很多,因此对瓦斯超标的防治迫在眉睫。

  1瓦斯存在的问题

  国有的大中型煤矿企业汪家寨煤矿,汪家寨煤矿是隶属于贵州水城矿业集团的企业,矿井距六盘水逝去18Km。汪家寨煤矿可以开采煤矿的层数一共有十一层,其中1层、78、11、14层为主采煤层。汪家寨煤矿企业采煤的方式为走向长壁后退式的,由于井下会在煤与瓦斯、火灾、水灾、瓦斯煤尘爆炸、顶板等各种灾害发生的可能,从而威胁到井下工作的矿工的生命安全。在井下进行紧急的避险系统,可以在一定程度上提高煤矿安全的防护水平和应急水平。在确保矿井中发生紧急情况时,可以有效地为遇险人员提供生命保障,从而最大限度的减少人员伤亡。建立健全井下紧急避险系统。在该煤矿中矿井瓦斯等级中存在的问题如下。本矿属煤与瓦斯突出矿井,煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量大,根据2011年度矿井瓦斯等级鉴定结果,汪家寨煤矿斜井矿井绝对瓦斯涌出量47.79m3/min,相对瓦斯涌出量26.72m3/t。

  汪家寨煤矿斜井根据煤炭科学研究总院重庆分院2003年8月提交的《汪家寨煤矿斜井煤与瓦斯突出矿井鉴定报告》及煤炭科学研究总院重庆分院2009年12月提交的《汪家寨煤矿斜井1、7、8号煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价报告》我矿斜井中煤组的C605、C601、C504、C406b、C406c、C406d、C409煤层均属突出危险煤层,即我矿斜井属煤与瓦斯突出矿井。

  2矿井的通风系统、瓦斯抽采系统与监控系统

  2.1该矿井通风系统。矿井应具备完善独立的通风系统,如采用抽出式的通风方式,如该矿井现有BDK系列的主要通风机器两台、70B2-21NO-24D主要通风机2台、YBK系列主要通风机2台。这些通风机可以邮箱的影响风率,从而影响矿井中的瓦斯浓度。矿井需加强对局部通风设备的投入,增加通风机的台数,截止到目前,已经采用15套双风机双电源,12台2×15KW以上的局部通风机。并且该矿井公司为高瓦斯突出和煤层突出的部分的掘进工作面安装了能自动切换的双风机双电源供电供风。

  2.2该矿井瓦斯抽采的系统、抽采方法及钻孔封孔工艺要求。矿井采用了大管径、多钻孔、大流量泵、密封孔的方式,不断地加大对瓦斯的抽采力度,安装了6台瓦斯抽采泵和抽采系统三套。抽采泵中最大的抽采管路为Φ400mm,两台SKW-85(85型),两台2BE3500-2BY4(200型),两台2BEC52(180型)。

  瓦斯的抽采方法有很多。目前主要应用于矿井瓦斯的主要抽采的方式有回风巷开掘高位钻场布置钻孔预抽采空区裂隙带瓦斯、采空区埋管抽采、专用瓦斯抽采巷穿层抽采、在运输巷的帮开钻场施工底板瓦斯抽采钻孔对采空区底板下部煤层涌出的瓦斯进行拦截抽采、本层顺层钻孔抽采、超前钻孔预抽掘进条带前方及巷道轮廓线外较大范围内的煤体瓦斯等多种方式。钻孔封孔质量对于瓦斯抽采尤为重要,如何提高钻孔封孔质量、如何有效监督封孔长度是瓦斯抽采的首要难题,本矿的钻孔封孔工艺要求如下:

  第一次封孔

  (1)封孔长度8m的钻孔,采用Φ94mm钻头扩孔9-10m,再采有Φ75mm的钻头按设计施工至终孔。封孔时第一袋玛丽散捆绑在封孔管的开蜂窝状孔段退回0.1m处(从外往里7.8-8.0m处),第二袋玛丽散捆绑插接头前(从外往里4.7-4.9m处,玛丽散澎胀后能封闭插接头),每袋玛丽散袋两端都必须捆绑破布(棉沙),里端靠近玛丽散袋,两端捆绑破布(棉沙)的间距控制在0.8-1.0m(参见图1瓦斯抽采钻孔(煤孔)封孔结构示意图)。

图1瓦斯抽采钻孔(煤孔)封孔结构示意图

  (2)封孔长度5m的钻孔,采用Φ94mm钻头扩孔6-7m,再采有Φ75mm的钻头按设计施工至终孔。封孔时第一袋玛丽散捆绑在封孔管的开蜂窝状孔段退回0.1m处(从外往里4.8-5.0m处),第二袋玛丽散捆绑在封孔管从外往里3.8-4.0m处,两袋玛丽散两端必须捆绑破布(棉沙),间距控制在1.8-2.0m(参见图2瓦斯抽采钻孔(岩孔)封孔结构示意图)。

图2瓦斯抽采钻孔(岩孔)封孔结构示意图

  第二次封孔

  第一次封孔达到水矿发〔2012〕48号文要求,即在抽采负压不小于13Kpa条件下,抽采瓦斯浓度不小于30%,连抽24小时后至一周之内,用水泥:水=1.4:1(重量比)的水泥浆带压进行二次封孔,压力不小于0.5Mpa。

  2.3矿井安全系统。矿井的安全监控系统主要分为五个部分,其中包括安全监测监控系统、人员定位系统、矿井压风系统、通讯系统和矿井供水施救系统。

  (1)矿井安全监测监控系统:矿井的安全监测系统主要有监控中心室、总工程师、矿长、安全副矿长、通风副总工程师、通风区长、通风调度室以及矿调度室等七个终端监控,其中监控中心的值班室和矿调度联合值守。

  (2)人员定位系统:人员定位系统由井下分站部分、地面软件部分和传输平台组成,其中地面部分是由人员进行跟踪定位并监测管理软件、数据接口、计算机、在线不间断电源(UPS)和信号机电源避雷器组成。传输平台组要由接线盒和矿用的阻燃通讯电缆组成。井下部分是有多台人眼定位监测读卡器、识别卡和分站组成。人员定位系统应安装在取电方便,供电稳定的地方;井下设备安装需要在便于通讯观察、读卡、调校、检验、维护、巷道无淋水、顶板支护完好的地点。动态目标识别器需要安装在人员出入的井口、爆破控制区域、采掘工作面的出入口、限制人员进出的区域、危险地点和机电硐室。

  (3)矿井压风系统:矿井压风系统主要是采用击中供风的方式,主要是通过安装压风机来提高矿井中的风率。

  (4)通讯系统:在矿井中通讯系统是一套组合系统,通过一系列的调控系统,随时的保持与地面和井下的施工地点进行联系。(5)矿井供水施救系统:矿井防尘系统经常与矿井供水施救系统相结合使用,如汪家寨煤矿中斜井的防尘系统的水源设置就在斜井的副井口,其容量为500m3,专门提供斜井的防尘用水。

  3结束语

  煤矿中瓦斯含量的超标会对煤矿的开采造成重大的影响,加强对煤矿中瓦斯含量的治理和防治可以有效地减少该事故的发生,保证采煤人员的生命安全,因此有关部门应该重视开采煤矿中瓦斯含量的控制并加以防治。


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