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采礦安全集中瓦斯抽放系統(tǒng)在長壁日落開采中的應用

文檔作者： A.甫金斯基L盧納夫斯基		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月25日
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集中瓦斯抽放系統(tǒng)在長壁
冒落開采中的應用
〔波蘭】A.甫金斯基L盧納夫斯基
概述
開采瓦斯煤層,需要針對采區(qū)地質(zhì)條件及開采條件采取相應的措施在瓦斯煤層中進行
開采作業(yè),時常出現(xiàn)兒種危險同時發(fā)生的情況,其中,瓦斯并非總是最大的危險。鑒于這種
情況,常須調(diào)整采煤系統(tǒng),以策安全和保產(chǎn)量。開采水平較深時,則會出現(xiàn)地壓高、煤巖突
出、瓦斯含量極高及瓦斯突出等情況,煤層易于自燃。
在如此復雜的條件和同時出現(xiàn)多種危險的情況下,就要采用適當?shù)拈_采工藝并采取必要
措施,以減少或消除這些危險。采用單巷掘進長壁冒落開采法,能對上述危險進行全面控
。因此,其應用最普遍。但是即使是采取長壁后退式開采,在瓦斯大(涌出量15m3/min
以上)的情況下,從單一上順槽鉆孔抽放瓦斯,抽放效率也相當?shù)?盧納舍夫斯基1976
++0+
的安全保障。
此種工作的性質(zhì),要求具備嚴格規(guī)定的技能因此這種井下水里作業(yè),只能由潛水員救
護隊的經(jīng)理具體領(lǐng)導。井下救護經(jīng)理只負責全面監(jiān)督救護工作。
最近一次有潛水員救護隊參加的救護活動,發(fā)生在1982年。當時,從被水阻斷的巷道中
成功地救出兩名礦工。
潛水員須通過一段約25m長被水淹沒到頂?shù)南锏?并隨身攜帶兩套呼吸器,備兩名被困
礦工通過被水淹沒的巷道時使用?？窟@兩套呼吸器,潛水員循原路將兩名礦工撤離險區(qū)。全
部救護工作,歷時3h,兩名礦無傷搬出。
結(jié)語
1礦山救護總站應與科學和研究院所合作,繼續(xù)進行研究編制計算機數(shù)據(jù)處理軟件方
面的工作,以便測定并下火情特性,特別是預測實施既定消滅火源措施之后可能發(fā)生的
變化。
2.為簡化測定難以進入地區(qū)中帶發(fā)射器的礦工所在位置的方法,應設法研究出一種精
確的測位方法,以代替不夠精確的多方位無線電測位法。
3.波蘭礦山救護組織已有井下救護基地與工作中的救護隊聯(lián)絡,以及井下救護基地與
地面救護經(jīng)理之間通過可靠電纜電話系統(tǒng)連續(xù)保持聯(lián)系的手段。在改善訊計劃中,必須在
應用無線電通訊方面繼續(xù)進行工作,以適應礦山護之需。
參考文獻略
劉紹元孫茂遠校)
148
年《不同采煤系統(tǒng)的最瓦斯抽放方法》)。這是因為隨著工作面的推進,后面的單巷就
不再維護了,從而縮了瓦斯抽放時間,不能在最佳地點抽放瓦斯(最佳地點位于工作面后
方約60m距離處)(見盧納舍夫斯基198年提交瓦斯抽放專題座談會的論文《波蘭煤礦不同
采煤系統(tǒng)瓦斯抽放的有效性》。為了提高瓦斯抽放效率,瓦斯抽放孔的最佳位置應根據(jù)瓦
斯源和采空區(qū)的位置而定。波蘭有幾個煤礦從位于開采煤層上方的巷道中打長鉆孔,有的則
從與開采煤層位于同一水平上的、但在工作面推進過程中不廢的巷道打長抽放孔。這樣,就
充分地提高了瓦斯抽放率,延長了抽放孔可用時間,也使開采地質(zhì)條件和開采條件極度困
難、瓦斯極大的煤層成為可能。根據(jù)抽放鉆孔的位置與瓦斯源和長壁采區(qū)位置的相互關(guān)系,
稱該系統(tǒng)為“集中抽放系統(tǒng)”。
西德和捷克斯洛伐克采用這項技術(shù),也取得良好效果(分別見歐洲共同體委員會1980年
版瓦斯抽放手冊和施米特1981年文章《斯特利克煤礦常規(guī)瓦斯抽放方法與集中抽放方法》)
集中瓦斯抽放實例
例1
ZMP煤礦357號煤層Z-1長壁采區(qū)的開采條件差,斷層發(fā)育,地質(zhì)破壞嚴重。開采初始
階段,絕對瓦斯量相對來說較低,但是遇到了一些通風問題。
煤層瓦斯涌出量采前為每分鐘5.5至6.8m3。根據(jù)本礦的具體地質(zhì)條件和開采條件,決定
采用圖1所示的集中瓦斯抽放系統(tǒng)(魯斯切爾尼克1984年ZMP煤礦367/1煤層Z-1長壁
采區(qū)常規(guī)瓦斯抽放》內(nèi)部報告,未發(fā)表)
風
推進方
9
310水平
D357層煤
瓦斯管路200
280水平
圖1ZMP煤礦357/1煤層后退式長冒頂開采區(qū)的集中瓦斯抽放系統(tǒng)
149
瓦斯抽放孔是在水平巷I、Ⅱ、三處抽放室打的?；夭沙跗?在乙-3大巷的抽
室打了兩組,共六個抽放孔,孔徑65mm,孔深最大100m,傾角15°至45°。17個主要抽放
孔是從Z-1工作面上順槽以上12m的抽放室打的,孔徑也是65mm,孔深97至138m。這
樣布置的鉆孔,平均瓦斯捕獲量為2.5m3/min甲烷。詳情見圖2
抽放孔
目5000
21pg
4000
8
3000
瓦斯抽放量(升/分甲烷)
6
2000+
4
通風氣流瓦斯量(升/分甲烷
000
121110(1983)
時間(月份
圖2瓦期抽放量與抽放孔的數(shù)目和抽放時間的函數(shù)關(guān)系
這套抽放系統(tǒng)的抽放率極高,達50%至75%。在回采過程中,既保證了瓦斯抽放量,又
保證了回風道中瓦斯?jié)舛炔怀蕖?
2
德比楊斯科煤礦,974號前進式長壁工作面開采354號煤層。在工作面設計階段,發(fā)現(xiàn)煤
層瓦斯含量很低。但當推進20m后,發(fā)現(xiàn)該區(qū)瓦斯涌出量劇增,推進40m后測得瓦斯涌出量
高達13.6m3/min。于是在974號長壁工作面保安煤柱中開鑿抽放硐室,采用集中瓦斯抽放系
統(tǒng)抽放瓦斯。
鉆孔布置如圖3,共打長抽放孔6個,孔徑65m,孔深80至115m不等。各孔均接至抽
放干管,管徑200mm,真空度2.5至3.5kPa。抽放孔內(nèi)甲烷濃度為45%~90%,抽放效率
30%至40%。瓦斯抽放率為每分鐘2.5至5.3m,從而使回風道甲烷濃度不超限瓦斯抽放
對降低回風道甲烷濃度的作用效果見圖4
由于瓦斯抽放孔位置及額定參數(shù)得當,所以回風道瓦斯?jié)舛扔?.6%降至0.7%,平均為
0.9%
該采區(qū)僅前100m用集中抽放系統(tǒng),以后改用常規(guī)抽放系統(tǒng),瓦斯抽放效率遠低于集中
抽放系統(tǒng),僅為15%到25%
150
500
值
4000
30
舉舉H
c度%
2000
8
區(qū)
抽放量升/分CH
時間(日
圖3947采區(qū)集中瓦斯抽放系統(tǒng)
圖4瓦斯抽放降低回風道甲烷濃度的效果
例2
斯特利克礦為多水平開采,并下巷道網(wǎng)絡范圍廣大很多長壁采區(qū)采用集中瓦斯抽放系
統(tǒng)。比較瓦斯抽放參數(shù)和抽放結(jié)果,證明利用此法效果良好(施米特1981年撰《斯特利克煤
礦常規(guī)瓦斯抽放方法與集中抽放方法》內(nèi)部報告,未發(fā)表)現(xiàn)選兩個后退式長壁落頂工作
面做集中抽放和常規(guī)抽放的典型實例(參閱圖5)。
150水平
網(wǎng)風
推進方向
進風
170
200水平
圖5長壁冒落后式工作面集中瓦斯抽放與常規(guī)瓦斯拍放系統(tǒng)
151
集中瓦斯抽放系統(tǒng),從位于下順槽上方約20m的石門打抽放孔,孔徑65mm,孔深200
至320m,傾角+3°至+10°。常規(guī)抽放系統(tǒng),從上工作面上順槽打抽放孔,孔徑65mm,孔
深90至115m,傾角+20°至30°。二系統(tǒng)真空度均為20kPa,平均效率為40%。最高效率為
85%。
結(jié)論和探討
煤炭產(chǎn)量日益增加,采區(qū)巷道的數(shù)目有一定的限制,這是采用單巷掘進的長壁落頂采煤
方法的兩個主要原因。此外,既可保護煤炭資源又便于適應煤炭自燃、煤巖突出、頂板條
件、瓦斯突出、巖壓等具體情況。歐洲國家包括波蘭在內(nèi),開采高瓦斯煤層時大都采用單
巷進與走向長壁后退式留落采煤法,同時進行瓦斯抽放。
有些單巷掘進采煤系統(tǒng),工作面煤壁后方采空區(qū)不留回風巷,要求采用集中瓦斯抽放
法,不論是前進式還是后退式長壁采煤法,集中瓦斯抽放都是在開采煤層平面以外直接瓦斯
源打抽放鉆孔。也在同一水平上從鄰近巷道打長抽放孔。采用這種方法,須在其它水平上有
可利用的鄰近巷道,并須打長抽放鉆孔。
這個方法極為可靠,因為鉆孔不會因動和局部斷裂而與瓦斯失掉聯(lián)系。集中瓦斯抽放
系統(tǒng),甲烷抽放率較高,由于抽放的時間較長所以抽放的瓦斯總量遠比常規(guī)方法大(見
圖6)
工作面推進方向
中抽放
果空區(qū)
時間
最長3年
圖6集中與常規(guī)系統(tǒng)瓦斯抽放量比較
在很多長壁開采系統(tǒng)中所作的試驗證實,單風巷采煤系統(tǒng),利用直接打入瓦斯源的長鉆
孔,采用集中瓦斯抽放方式能取得最佳抽放效果。
很多情況下,集中瓦斯抽放與常規(guī)瓦斯抽放聯(lián)合使用,是解決單巷掘進的長壁采煤系統(tǒng)
瓦斯涌出量過大的唯一辦法
〔參考文略
(劉紹元譯李英賢校
152

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