矿井瓦斯抽放管理

矿井瓦斯抽放管理（通用7篇）

矿井瓦斯抽放管理 篇1

1 矿井瓦斯存在状态

(1)游离状态(也称启由状态):这种瓦斯以完全自由的气体状态存在于煤体或围岩的较大裂缝、孔隙或空洞之中。(2)吸附状态(也称结合状态):按其结合形式的不同,又分为吸着和吸收二种状态。吸着状态是瓦斯气体分子在其与煤粒固体分子间的引力作用———被吸着在煤体孔隙的内表面上所呈现的状态,形成,一层很薄的吸附层。吸收状态是瓦斯分子进入煤体胶粒结构内部与煤部分子结合而呈现的一种状态,其类似气体溶解于液体的现象。吸附状态存在的瓦斯量的多少;取决于煤的结构特点,炭化程度等。

2 矿井瓦斯抽放的目的和意义

(1)抽放瓦斯可以减少开采时的瓦斯涌出量,从而可减少瓦斯隐患和各种瓦斯事故,是保证安全生产的一项预防性措施。(2)抽放瓦斯可以减少通风负担,降低通风费用,还能够解决通风难以解决的难题。(3)煤层中的瓦斯同煤炭一样是一种地下资源,抽出来送到地面作为原料和燃料加以利用,“变害为利”、“变废为宝”,可以收到节约煤炭,保护环境的效果和可观的经济效益。

3 矿井瓦斯抽放方示和分类

矿井瓦斯抽放的方式和方法多种多样,一般有3种分类方法(见表1)。矿井瓦斯抽放虽然有不同分类方法和分为不同种类,但现场应用时,往往是互相结合,不能截然分开的。这里着重论述回采工作面采空区瓦斯抽放。

3.1 采空区瓦斯的来源及危害

采空区的瓦斯主要有两个来源:一是未能采出而被留在采空区的煤炭中存有一定数量的残存瓦斯;二是顶板和周围煤岩中的瓦斯。

采空区积聚的大量瓦斯,往往被漏风带人采煤工作面或生产巷道,影响正常生产。有时由于大气压力或通风系统变化的影响,当工作面与采空区之间的压力平衡被破坏,采空区的瓦斯会大量涌入工作面,威胁安全生产,甚至酿成重大事故。

3.2 回采工作面采空区瓦斯抽放方法

进行回采工作面采空区瓦斯抽放时,应将采空区封闭严密,防止漏风,然后在回风巷的密闭处插管进行抽放,也可以在回风巷每隔一定距离(30-50m)掘一个斜上绕行巷道作钻场,向采空区上方打钻,钻孔进入冒落带或裂隙带,然后将绕道封闭进行抽放。还可以采用在回风巷预先埋置管路或在煤层中距回风巷相近的其他巷道中向采空区打钻等方式,抽放采空区瓦斯。

3.3 抽放采空区瓦斯时注意事项

(1)控制抽放负压,保证瓦斯质量。由于采空区围岩受采动影响透气性大大提高,故抽放负压不宜过大。否则,很容易使空气进入采空区,使抽放瓦斯浓度降低和引起采空区煤炭自然。一般来说,瓦斯浓度低于20%时,应停止抽放。

(2)定期检查与测定,防止自然发火。对有自然发火危险的煤层,为防止采空区因抽放瓦斯而引的自然发火,必须定期进行检查和采气分析及测定,其内容包括密闭或抽放管内的气体成分(O2,CO,CO2,CH4)、温度、负压和流量等。当CO或温度呈上升趋势时,应控制(低负压)抽放,而发现发火征兆时,必须立即停抽并采取注水注浆等防消火措施,等征兆消除后再逐渐恢复抽放。

4 结语

了解矿井瓦斯生成、性质及生存状态,研究矿井瓦斯分类及抽放方法,对减少和消除瓦斯威胁,保证煤矿安全生产具有重要意义。

矿井瓦斯抽放管理 篇2

7.1 抽采钻孔管理

7.1.1 钻孔施工必须严格按照设计参数，其误差不得＞±1°，否则该钻孔作废不予计量。

7.1.2 钻孔施工如遇地质条件变化等情况需要调整参数的，经防突部同意后方可调整，严禁私自改变设计参数。

7.1.3 钻孔必须实行挂牌管理，注明钻孔编号、孔深、成孔时间等。并及时封孔连管抽采。

7.1.4 钻孔必须通过三通直接连到抽采管路上，每根分支最多有10钻孔并联抽采，要求吊挂平直且固定牢固，集气箱编号管理。

7.1.5 封孔要采用囊袋式注浆封孔或者分段带压注浆封孔方法。预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。

7.1.6 抽采单孔必须安设测定负压和浓度的孔口（测气嘴）。

7.1.7 满足下列条件之一时，经防突部批准，钻孔方可甩掉；①钻孔抽采时间达到一年以上；②平行布孔时，钻孔孔口在采面前方5至10米之内；③斜交布孔时，钻孔口在采面前方10至15米之内。7.1.8 钻孔联网抽采后，抽探队每周测定一次瓦斯浓度、抽采负压，做好记录并将测定数据填入观测管理牌。

7.1.9 钻孔施工开始、结束及退钻时间必须汇报防突部值班室，以方便记录和录像。7.1.10 钻孔施工结束，施工单位必须将深孔施工验收单交防突部分管人员处。7.2 抽采系统管理

7.2.1 抽探队每月一次对抽采系统进行全面检查，查出的问题必须整改并作好记录。

7.2.2 抽探队必须严格按质量标准化要求，对矿井主、支管抽采参数进行检测并按时上报。7.2.3 根据采掘生产、瓦斯涌出量等情况，及时合理调整抽采管路。

7.2.4 严禁随意停抽和调整抽采负压，发现该抽未抽、故意损毁抽采管路的，对责任者按公司严重“三违”处理。

7.2.5 对抽采管路调整后，抽探队必须当天将测定参数报防突部。

7.2.6 抽采管路出现漏气、损坏、无负压、积水等情况，抽探队必须立即安排人员进行处理。

7.2.7 抽探队巡护工必须每班及时对集气箱检修放水，杜绝抽采管路水堵。7.3 抽采管路管理

7.3.1 采掘工作面瓦斯抽采管路的延长和拆除，由防突部长批准；水平或采区抽采管路的延长和拆除，由总工程师批准。

7.3.2 回采工作面安装的Ф300mm和Ф200mm抽放管路随回采拆除并升井交库，由采煤队负责回收（原则上回收率达到100%）；本煤层钻孔抽放Ф50mm管路（含孔口牌）由抽探队回收待用。7.3.3 掘进巷道需延伸抽放管路的，原则上必须使用旧管路，严禁直接使用新管材。

7.3.4 管路低洼积水处必须设置控制阀门和放水器，保证在不停泵的条件下实现放水。7.3.5 抽采管路必须外涂编号标志。

7.3.6 抽采管路严禁同带电体和风筒接触，必须分侧吊挂。

7.3.7 抽采支管管路必须设置阀门和计量装置，各采面的抽采管路有单独的计量装置。

7.3.8 各个支管与主管连接处必须安设排矸排水器和自动放水器，并保证正常使用。7.4 泵站管理

7.4.1 固定抽采泵站管理

7.4.1.1 抽采司机必须经过培训，考试合格后持证上岗。

7.4.1.2 抽采泵站设备运行状态必须保证良好，严格按规定时间进行检查和维修。备用设备和机械设备必须全部处于完好状态，确保随时投入使用。7.4.1.3 抽探队必须对抽采泵站内各种电气设备、抽采系统、供水系统检查每月不少于一次，并有记录可查。

7.4.1.4 泵站司机每小时测定一次抽放参数，观察各种电气设备运行参数（电压、电流和温度）和机电设备运行参数（轴温、水温），发现异常情况及时向矿调度室汇报，调度室根据情况向有关领导和部门请示安排及时采取措施进行处理。

7.4.1.5 抽采泵司机必须认真观察真空泵供水系统情况，要求真空泵供水处于最佳状态。7.4.1.6 随时保证抽放泵站的整洁卫生。7.4.2 移动抽采泵站管理

7.4.2.1 管理移动抽采泵的司机必须经过移动抽采泵操作规程、运行技安措施的培训、学习及实践操作，经考试合格后，方可从事移动抽采泵管理。

7.4.2.2 移动抽采泵属瓦斯抽放专用设备，由泵站司机负责停、开，如因停电、故障等原因抽采泵临时停止运转，要立即通知生产调度中心和防突部以及有关领导。

7.4.2.3 抽采泵司机每小时测定一次抽放参数、观察各种电气设备运行参数（电压、电流和温度）和机电设备运行参数（轴温、水温），发现异常情况及时向矿调度室汇报，调度室根据情况向有关领导和部门请示安排及时采取措施进行处理。

7.4.2.4 如果停泵，要立即打开闸门，使主管内的瓦斯自然释放，排出瓦斯不得造成巷道风流瓦斯积聚超限，否则必须立即采取措施进行处理。移动抽采泵恢复运转后必须立即将进气端三通闸门关上。7.4.2.5 泵站司机负责填写泵站运行记录、参数检测记录等记录。

7.4.2.6 瓦斯抽采泵房内必须安设瓦斯监测探头，具有报警断电功能，泵房内瓦斯浓度不得超过0.5%； 7.5 瓦斯抽采日常管理

7.5.1 瓦斯抽采应填报以下几种报表和台帐： 7.5.1.1 抽采设备台账 7.5.1.2 抽采系统月检记录 7.5.1.3 瓦斯抽采泵站测定记录 7.5.1.4 瓦斯抽采日报表 7.5.1.5 瓦斯抽采月报表 7.5.2 瓦斯抽采观测检查

7.5.2.1 瓦斯抽采记录必须认真填写，要有文字资料备查。

7.5.2.2 抽探队要按时填报日报表，经防突部长审核后，报总工程师审阅。

7.5.2.3 抽探队每天设专人对抽采管路进行经常性检查，及时堵漏、放水、排除故障。

7.5.2.4 抽探队测量工每周观测记录一次抽采浓度、负压，并认真填写瓦斯抽采记录牌版。

采用多种方法提高矿井瓦斯抽放率 篇3

我国相当大比例煤田富含瓦斯, 其中南方煤矿大部分为高瓦斯或者瓦斯突出煤矿, 而北方的新疆、内蒙古、黑龙江、辽宁、山西等省份也分布着一些高瓦斯或瓦斯突出煤矿。根据初步统计, 截至2010年底, 我国共有2197所高瓦斯煤矿, 占全国煤矿总数的17%。与此同时, 我国煤矿瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出事故仍然经常发生, 严重危害煤矿工人的生命安全。可见, 瓦斯治理是我国目前煤炭生产过程中的一项十分重要的工作。

1 国内煤矿瓦斯治理现状

煤矿治理瓦斯一般是对煤层进行瓦斯抽放。目前我国煤矿的瓦斯抽放率一般不高, 瓦斯平均抽放率仅有23%, 而美国、澳大利亚等西方国家的瓦斯抽放率已经达到了50%以上。经过分析我国矿井瓦斯抽放的实际情况, 造成瓦斯抽放率较低的原因主要有:1.我国部分地方小煤矿不重视瓦斯治理, 井下瓦斯抽放系统存在很多问题;极少数煤矿甚至未建立瓦斯抽放系统。2.我国部分煤矿的煤层透气性差, 给瓦斯抽放造成很多困难。3.瓦斯抽放方法简单, 有些煤矿一直沿用老的瓦斯治理方法, 从未改革, 旧的瓦斯抽放方法已经不适应治理高瓦斯矿井的瓦斯超限问题[1]。4.瓦斯抽放参数不达标, 钻孔工程量不足且钻孔布置不合理。5.瓦斯抽放配套设备落后, 性能达不到设计要求。6.瓦斯抽放巷道布置不合理, 抽放巷道的开掘既增加了掘进工程量, 又未起到应有的作用。7.钻孔封孔质量较低。

2 提高瓦斯抽放率的主要途径

目前来说, 提高矿井瓦斯抽放率有很多途径, 现根据矿井实际经验介绍几种切实可行的途径。

2.1选择符合矿井实际情况的瓦斯抽放方法

瓦斯抽放方式主要包括本煤层抽放、邻近煤层抽放、采空区抽放。对于多煤层高瓦斯矿井来说, 单一进行本煤层瓦斯抽放已不能解决工作面瓦斯含量较高的问题。目前来说, 只有积极地对本煤层、临近煤层、采空区进行瓦斯抽放才能彻底地解决瓦斯突出问题[2]。以下为回采工作面和巷道掘进时常用的瓦斯抽放方法。

2.1.1本煤层抽放瓦斯

对于煤层透气性较好的煤矿可以进行普通的瓦斯抽放。在工作面回风顺槽和运输顺槽掘进过程中, 沿煤层倾向布置平行的钻孔, 同侧钻孔间距一般为3～5m, 两顺槽打的钻孔交替相错, 最后各管路连接进行抽放。对于煤层透气性较差的煤矿可以采用交叉钻孔法进行瓦斯抽放, 在煤层中布置两层钻孔, 一层为沿煤层倾向布置, 另一层与两顺槽各呈一定角度布置, 每一层相邻钻孔间隔6～10m, 一侧煤帮上下两层钻孔水平间隔交错。除了采用交叉钻孔法外, 矿井也可以采用水力压裂、高压水射流扩孔、水力挤出等专门增大煤层裂隙和孔隙的方法[3]。

2.1.2邻近煤层抽放瓦斯

对于富含瓦斯的多煤层性煤矿, 单单只对本煤层进行瓦斯抽放是远远不够的, 因为相邻煤层中的瓦斯或者相邻煤层采空区的瓦斯会向主采煤层工作面涌进, 这也是造成工作面瓦斯浓度较高的一个重要原因。对于多煤层煤田来说, 一般选取一个煤层作为解放层开采, 同时对解放层采空区、主采煤层以外的其他煤层进行抽放, 这就可以大大提高了瓦斯抽放率, 降低了工作面瓦斯涌出量。

2.1.3采空区抽放

工作面后部采空区瓦斯涌出是工作面瓦斯的另一个来源, 经过实地检测发现采空区瓦斯涌出量大的话, 矿井必须对采空区进行瓦斯抽放。工作面采空区瓦斯抽放一般采用钻孔抽放法和巷道抽放法。当出现邻近层卸压瓦斯大量向工作面采空区涌进, 并且经过对主采煤层邻近煤层进行瓦斯预抽放而效果不明显时就要采用向冒落带上方打钻孔进行采空区卸压瓦斯抽放。

当邻近层瓦斯涌出量很大且采用采空区瓦斯抽放法效果不好时, 矿井可以考虑采用巷道抽放方法。一般在邻近层瓦斯涌出密集区布置顶板走向巷道, 考虑到采空区碎石“O”型圈[4]的存在, 采空区瓦斯一般聚集在“O”型圈的上部边界, 顶板走向巷道投影到回风顺槽的距离一般为10～15m。由于抽放巷道断面远大于钻孔, 这就有利于减低瓦斯涌出阻力和促进瓦斯沿抽放巷道流出。具体情况详见图1所示。

2.1.4地面钻井抽放法

有条件的矿井可以采用地面钻井抽放方法, 此方法的优点是可以对煤层进行多个时期的瓦斯抽放。在初期根据煤层定位打完竖直钻孔并且布置完瓦斯抽放管路后, 钻孔首先可以进行一段时间的采前预抽, 时间一般为3个月左右;当煤层开始回采后, 钻孔又可以对采动卸压带瓦斯进行抽放;当工作面回采完毕后, 钻孔仍然可以用来对采空区进行瓦斯抽放。

2.1.5煤巷掘进瓦斯抽放

对于富含瓦斯煤层, 在顺槽掘进过程中就会遇到瓦斯涌出量大的问题, 严重制约煤巷的掘进。对于煤巷的瓦斯抽放方法分为煤巷边掘边抽法和煤巷瓦斯预抽法。煤巷边掘边抽法一般为在两侧煤帮分别交错布置钻场, 在钻场内布置2层钻孔, 每层钻孔一般为3～4个, 钻孔间距500mm, 下面一侧钻孔与巷道平行, 上面一侧钻孔与煤巷成3°左右角度, 两层钻孔上下间隔500mm, 钻孔长度为80m, 这样每个钻场可以保证前面80m长度的煤巷的掘进。对于瓦斯涌出量特别大的煤层, 可以在掘进头沿掘进方向布置超前钻孔进行瓦斯抽放。具体巷道布置图详见图2所示。

煤巷瓦斯预抽法指的是在与指定待掘巷道平行的抽放巷道内向待掘巷道的煤体打钻孔进行瓦斯预抽放。这种方法减少了巷道掘进过程中瓦斯抽放和掘进的相互影响。

2.2确定合理的抽放参数

瓦斯抽放参数包括钻孔直径、钻孔长度、钻孔角度和抽放负压[3]。直径大的钻孔的瓦斯涌出量显然高于直径小的钻孔的瓦斯涌出量, 而且不容易发生内部堵塞, 稳定时间长, 所以矿井在条件允许的情况下应尽量选择大直径的钻具进行大直径的钻孔的钻取。对于瓦斯抽放的煤层来说, 显然钻孔长度越长, 煤层在钻孔内的裸露面积越大, 瓦斯涌出量越大, 所以矿井尽量确保钻孔长度较长。钻孔分为上行孔、下行孔、水平孔。上行孔不易积水, 但瓦斯溶出量较小, 施工相对困难;下行孔易积水, 但瓦斯涌出量较大;水平孔就综合了前二者的优点, 矿井应根据煤层实际情况进行选择。抽放负压在一定范围内越大, 瓦斯抽放效果就越好, 但当抽放负压达到一定数值时, 瓦斯抽放效果就趋于平衡[1]。矿井应根据一线具体情况和积累的经验选择合适功率的瓦斯抽放泵。

2.3确定合理的抽放范围

抽放范围较小是矿井瓦斯抽出率低的另一个原因, 抽放范围一般包括钻场钻孔数量和长度、瓦斯抽放煤层、具体煤层的抽放面积等。为了提高瓦斯抽放率, 矿井必须保证钻孔数量和钻孔长度达标, 同时增加瓦斯抽放煤层及具体煤层的抽放面积。

2.4改进钻孔封孔工艺

根据实验证明, 抽放管路里的空气50%以上是由于封孔不严漏气造成的。因此必须对钻孔封孔工艺进行改进, 以下为封孔性较好的封孔方法, 以聚氨酯为主体, 配合水泥和木塞, 封孔长度至少为8m以上, 封孔效果良好。需要注意的是, 一个钻孔铺设完管路后要立即进行封孔。具体封孔方法详见图3所示。

3 小结

瓦斯抽放是一个复杂的系统, 包含很多环节, 矿井只有使瓦斯抽放每个环节都达到完善的水平后才会确保瓦斯抽放达到较高的效率, 有效地解决工作面瓦斯超标的问题。结合矿井的实际经验来说, 采用综合抽放瓦斯方法进行煤层瓦斯抽放可以有效地控制工作面瓦斯涌出量, 保证煤层回采工作地安全正常进行。此外, 井下抽出的瓦斯可以综合利用, 浓度较高的瓦斯尾气可以并入工业广场居民区燃气管路, 供居民日常生活使用。

参考文献

[1]申晋伟.影响瓦斯抽放的因素及如何提高矿井瓦斯抽放率[J].中小企业管理与科技, 2009 (9) .

[2]于不凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2005.

[3]董贺军.瓦斯抽采中水力压裂增透技术的应用[J].内蒙古煤炭经济, 2012 (8) .

瓦斯抽放管理制度 篇4

第四条 矿井瓦斯抽放工作，除应遵守本《制度》的规定外，还应符合国家现行《煤矿安全规程》、《矿井瓦斯抽放管理规范》的有关规定

第二章 瓦斯抽放工作的组织机构和责任制度 第五条 成立贺昌煤矿瓦斯抽放工作领导小组。总指挥长：刘锡彦（矿 长）副指挥长：王永峰（技术矿长）成员：常永平（通风副工程师）张建彪（安全矿长）李路亮（生产矿长）贾玉珍（机电矿长）高 林（调度室主任）杨保国（矿长助理）宋小军（地测科长）刘彦文（技术科长）车彦军（通风队长）刘福平（抽放队长）建立专门的瓦斯抽放队伍。负责抽放钻孔施工、抽放管路和设备安装以及瓦斯抽放的日常管理工作。

第六条 总指挥长对本矿的瓦斯抽放工作负全面领导责任，平衡解决抽放所需的资金和装备，安排抽放工程纳入矿井生产计划，审定矿井大型抽放工程的设计和建设方案。第七条 技术矿长负责制定完善瓦斯抽放工作各项管理规章制度，确定抽放队伍的人员配备、施工队伍的组织及抽放工作的管理。第八条 通风副总工程师对本矿的瓦斯抽放工作负技术领导责任。组织编制矿井瓦斯抽放长远规划和计划，组织编审抽放设计和相关的安全技术措施，组织抽放工程的验收和抽放计划的考核，安排抽放科研工作和新技术、新装备的推广应用。第九条 生产副矿长对本矿的瓦斯抽放工作负主要领导责任。负责安排矿井抽放地区、工作面的接替，平衡抽放与采、掘生产的关系，安排抽放工程所需的时间和空间。负责领导在采面投产验收的同时进行采面瓦斯抽放系统验收。平衡开拓生产与抽放之间的关系，协调解决抽放所需的巷道工程、钻场工程。第十条 安全副矿长对本矿瓦斯抽放的安全工作负领导责任。组织对抽放工程安全措施落实情况的检查,组织对矿井瓦斯抽放的安全防护装备使用情况的检查,安排矿井瓦斯抽放的安全监督、检查工作。第十一条 机电副矿长对本矿瓦斯抽放工作负组织协调责任。平衡抽放与机电、运输之间的关系，安排矿井大型抽放工程的机电安装工作，平衡解决抽放所需的供电保障。第十二条 工程师对本矿的瓦斯抽放工作直接领导和管理责任。负责组织抽放长远规划和抽放计划的实施，负责领导瓦斯抽放质量标准化工作，对抽放队伍的日常管理负监督和指导责任。第十三条 矿井主管抽放业务科室的通风科、矿调度室的科长、主任对本矿的瓦斯抽放工作负具体领导责任。具体责任组织抽放计划的实施、抽放工程质量验收；负责对抽放基础技术资料的收集和管理；负责制定抽放相关工种的岗位责任制度，并对各项抽放管理制度的落实情况进行检查和监督；负责对瓦斯抽放报表审核；负责对月、季、年的瓦斯抽放工作总结分析。

第十四条 抽放队长、安监员对瓦斯抽放工作管理负直接责任。具体负责抽放日常工作的安排，布置现场抽放工作。负责组织本队职工的抽放技术知识教育和培训，安排抽放装备的使用和管理。负责落实抽放管理制度，落实抽放安全技术措施，落实抽放钻孔工程质量验收制度，具体组织实施并完成抽放计划。

第十五条 瓦斯抽放队伍、负责抽放钻孔施工、抽放管路和设备安装以及瓦斯抽放的日常管理工作。瓦斯抽放采、掘工作面的采、掘队队长，对本队工作区域的瓦斯抽放管理系统和抽放打钻工作负有协助管理责任。安排职工协助做好抽放管路的防护工作，防止抽放管路损坏和漏气，以保证采面的瓦斯抽放效果。

第三章 瓦斯抽放管理办法 第十六条 瓦斯抽放作为矿井安全生产的一个重要环节，必须纳入矿井安全考核指标。第十七条 瓦斯抽放必须编入矿井年、季、月生产计划，做到随矿井生产计划同时下达、同时考核。矿井抽放月计划应详尽编入矿井月生产计划。抽放月计划的内容应包括：抽放建设工程进度安排，抽放钻孔进尺、抽放瓦斯量、瓦斯利用量等考核指标。第十八条 瓦斯抽放必须纳入矿井采区设计和采掘接替计划时，必须同时安排瓦斯抽放接替计划，并考虑足够的抽放时间，以保证抽放效果。第十九条 矿井瓦斯抽放长远规划必须作为矿井安全生产长远规划的一部分，与安全生产长远规划同时编制、同时下达，做到近期抽放与远期规划衔接。第二十条 矿井永久抽放系统（地面永久泵站）的设计，井下采区或局部抽放系统设计，必须通过矿总工程师组织的审定后方可生效。抽放工程必须按照抽放设计和相关质量标准进行施工，不得随意改变设计内容。第二十一条 抽放矿井必须有“四图纸、三记录、三台帐、二报表”，并与现场实际相符。四图纸：①矿井瓦斯抽放系统平面图； ②瓦斯抽放泵站平面布置图； ③抽放钻场及钻孔布置图； ④抽放泵站供电系统图。三记录：①抽放工程（包括钻孔）质量验收记录； ②泵站抽放参数测定记录； ③抽放系统巡回检查记录。三台帐：①抽放设备、仪表管理台帐； ②本煤层抽放工作面抽放管理台帐； ③采空区瓦斯抽放管理台帐。二报表：①矿井瓦斯抽放日报； ②矿井瓦斯抽放月报。本煤层抽放工作面抽放管理台帐内容包括：工作面并网抽放的钻孔数量、孔长、吨煤钻孔量、总抽放流量、抽放瓦斯平均浓度、平均百米钻孔抽放量、钻孔孔口的最大和最小抽放负压、累计抽放瓦斯量和当月达到的抽放率等。第二十二条 本煤层顺层钻孔预抽瓦斯工作面应实行边掘进边打钻，在采面投产时，本煤层预抽钻孔量要达到下表要求的吨煤钻孔量指标，否则采面不能投产。吨煤钻孔量指标单位：m/t

煤层列别

薄煤层

（h﹤1.3m）

中厚煤层

(h=1.3－3.5m)

厚煤层

（h﹥3.5m）

容易抽放

0.0

50.0

30.0

1可以抽放

0.05－0.1

0.03－0.05

0.01－0.03

较难抽放

﹥0.1

﹥0.05

﹥0.03

注：煤层抽放难易程度按国家《矿井瓦斯抽放管理规范》第19条规定划分。第二十三 条进行瓦斯抽放的工作面必须编制瓦斯抽放设计。具体内容包括：（1）．工作面概况:开采煤层及邻近煤层赋存情况(柱状图)、地质概况、回采工作面参数、预计瓦斯涌出量、管路系统设计及抽放量预测等。（2）．钻孔数量、参数（开孔及终孔位置、上仰角、方位角、直径、穿越岩层等）。(３)．封孔方法、封孔长度。（4）．抽放瓦斯泵站的位置、巷道断面及附属设施（井下移动泵站）。（5）．抽放瓦斯的设备、设施及安装情况。（6）．要附有瓦斯抽放安装图和抽放说明书。第二十四条 抽放矿井必须建立抽放钻场、钻孔质量验收制度。为保证抽放钻孔施工质量，严格按设计要求验收抽放钻场、钻孔。每个钻场、钻孔完工并经验收合格后，要实行挂牌管理。（1）、钻场管理排版的内容有：钻场编号、钻孔参数及数量，完成日期，钻场施工负责人，瓦斯浓度，负压。（2）、钻孔管理牌板的内容有：钻孔编号、钻孔参数、完成日期、钻孔深度、打钻负责人、负压、瓦斯浓度、单孔流量等。第二十五条 投入转运的抽放系统必须实行系统巡查制度。由抽放专业队伍配备一定人员，定期巡查、维护抽放设备和管路系统，保证系统负压和抽放瓦斯浓度，并定期测定系统的抽放参数（泵站大气压力、系统抽放负压、抽放流量、抽放瓦斯浓度、抽放瓦斯温度）。各个工作面或采空区的抽放支管路必须配置抽放计量装置，定期测量瓦斯抽放参数，计算抽放率和抽放瓦斯量。第二十六条 建立瓦斯抽放观测制度（1）地面抽放泵司机必须每小时对系统抽放情况观测一次，填写观测牌板和记录，并及时汇报矿调度，矿调度将汇报内容填写在瓦斯台帐上。（2）瓦斯抽放系统观察工在进行观测前，先将观测牌板上的上一班的观测时间和观测情况记录在观测记录卡背面相应的栏目内，以备查对。（3）观察工接班后一小时开始巡视管路。（4）每个采煤工作面的瓦斯抽放系统中,在用的每个钻场(或钻孔)必须设置观测点，每小班必须观测1次，认真填写牌板（包括钻孔编号、负压、节流情况、瓦斯浓度、观测时间、观测人姓名等内容），由观察工负责，并做到观测牌板、观测记录、观测班报和抽放日报四对口。第二十七条 抽放钻孔施工时，必须采取有效的防治煤尘措施。在保证孔口除尘效果的同时，必须坚持定期冲刷打钻地点的沉积煤尘。第二十八条 抽放采空区瓦斯时，必须编制内容详细的防止自燃发火的安全措施，必须坚持每旬采样测定分析一次。一旦出现发火征兆必须停止抽放，采取有效技术措施，杜绝自燃发火。第二十九条 瓦斯抽放设备必须按设计要求安装。抽放管路要做到平、稳、直、密。抽放瓦斯系统使用前必须做气密性实验，并做好记录。瓦斯抽放管路安设 ①主线路在巷道帮下部理底板0.3米以上 ②支线在巷帮的中上部或巷道顶部，抽放管路不得与带电物体接触。横穿通过运输巷时，距轨面高度不得低于1.8m，千米漏气量小于3m3/min。瓦斯抽放过程中，抽放管路和抽放钻孔与抽放管路的连接或拆除，必须按抽放瓦斯措施的有关规定执行，任何人不得擅自拆除或连接。非在用的抽放钻孔必须用堵板堵严，防止钻孔渗漏瓦斯。第三十条 矿井每月安全大检查要组织人员对瓦斯抽放管路系统进行一次全面检查，检查结果要详细记录在管路检查记录本上。

第四章 瓦斯抽放泵站管理办法 第三十一条 瓦斯抽放泵站（包括移动抽放泵站）建筑必须按国家GB50471-2008《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》要求建设，必须采用不燃性材料建筑。第三十二条 瓦斯抽放泵必须采用专用双回路电源线路供电，变电所设置专供分路开关。抽放瓦斯作业规程及安全措施中要明确规定因停电、故障等原因造成抽放泵临时停止运转时应采取的措施，相关单位和人员必须严格按措施执行。第三十三条 瓦斯抽放泵站必须配备足够的消防器材，包括；干粉灭火器、灭火用沙箱等。泵站必须有直通矿调度室的电话。泵站内不得存放与抽放工作无关的设备和材料，泵房内无积水。地面抽放泵站院内及外部消防通道必须保持畅通无阻。

第三十四条 瓦斯抽放泵司机（瓦斯抽放泵操作工）为特殊工种，必须经过专门的抽放专业技术培训，并做到持证上岗。持证应包括：特殊工作专业技术培训合格证和特殊工种上岗资格证。

第三十五条 地面瓦斯抽放泵必须安设无水自动断电保护装置，相关单位因工作影响抽放泵站供水，必须提前通知矿调度室，经同意后方可进行。瓦斯抽放泵司机要经常对抽放泵、抽放管道、安全设施、供水系统等到情况进行检查，发现问题及时处理。第三十六条 瓦斯抽放泵站内瓦斯浓度每班至少检查三次，泵房内瓦斯浓度不得超过0.5%，机体附近300mm处瓦斯浓度不得超过1%。并且泵站内必须安装瓦斯监控探头，当瓦斯浓度达到0.5%时，能够自动切断泵房内所有非本安型电气设备的电源。瓦斯抽放泵电源侧安设开停传感器，以实时监测瓦斯抽放泵的工作状态。第三十七条 瓦斯抽放工每天将一个圆班内抽放泵的工作时间，累计抽放量，以及抽放管的负压、温度、浓度、一氧化碳、流量等参数进行综合，填写到“贺昌煤矿瓦斯抽放日报表”上（日报表上应设置瓦斯检查项目将每个检查点的瓦斯、一氧化碳浓度取一个圆班的最大数值和最小值）。在确认日报表准确无误后，报送矿长、技术矿长进行审核第三十八条 地面瓦斯集中抽放系统必须设置抽放监控系统，监控系统应具备以下功能：

1、既可独立运行，又可作为子系统与矿井综合监控系统联网运行。

2、能连续监测泵房及井下抽放管路的负压、浓度、温度、一氧化碳、流量（纯流量瞬时值、混合流量瞬时值、纯流量累计值、混合流量累计值）；泵房中循环水的水压、进出水温、水量；储气罐压力、浓度、罐体高度、罐体水封水位及温度；泵轴温度并及泵站环境瓦斯浓度、设备供电状态、设备开停状态；供水管道的供水情况、供水池的水位；瓦斯阀门的开启量；电流、电压、功率。

3、能够依据所测参数自动转换为标准状态下的混合瓦斯流量和纯瓦斯流量,并计算出累计量.4、当泵房环境瓦斯浓度超过规定时，能发出声光报警及断电控制，当抽放管中瓦斯浓度低于规定值时也能发出声光报警及断电控制。

5、具有任一分站的测点超限而由另一分站控制断电的强制闭锁交叉断电功能，断电逻辑可由用户设置。

6、系统对采集到的数据进行实时分析处理、屏幕查询显示和打印，并形成相应的历史统计数据，存储日、旬、月报表。

矿井瓦斯抽放管理 篇5

我国的高瓦斯矿井很多, 随着开采深度和强度的增加, 有些低瓦斯矿井也出现了高瓦斯区域。工作面进行回采时, 常常引起工作面上隅角及回风巷瓦斯超限, 迫使工作面限产, 甚至停产而影响产量。早期完全依靠增大风量来冲淡瓦斯, 后来逐步采用少量单一的抽放瓦斯方式, 配合通风稀释来解决瓦斯超限问题。随着科技发展, 许多先进技术应运而生, 如仰角钻孔瓦斯抽放技术在高突煤矿得到了广泛的应用。

1 仰角钻孔瓦斯抽放技术原理

仰角钻孔就是采用顶板走向钻孔抽采技术, 从工作面回风巷沿走向在煤层顶板向采空区上方施工钻孔。主要作用是以工作面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道来抽放工作面煤壁及上隅角涌出的瓦斯。

根据回采工作面矿山压力规律的研究, 煤层随工作面回采, 在工作面周围将形成一个采动压力场, 采动压力场及其影响范围在垂直方向上形成三个带, 即冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。在水平方向形成三个区, 即煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区。在这个采动压力场中形成的裂隙空间, 便成为瓦斯流动通道。

2 仰角钻孔抽放的主要参数

仰角钻孔瓦斯抽放的主要参数包括计算参数和施工参数两大类。计算参数是通过大量实际资料对终孔目的区进行优化后确定的区间参数, 主要指X、Y、H, 施工参数是根据计算参数确定的钻孔现场施工参数, 主要指L、α、β、和封孔长度L0, 如图1所示。

图1中:OA为钻孔, OEB为水平面, OBD为煤层面, OB为风巷;X为钻孔轴线在风巷方向投影长度;Y为钻孔终孔点在煤层面垂直投影点到风巷的距离;H为钻孔终孔点距煤层顶界垂直高度;L为钻孔孔深 (长度) ;α为钻孔水平投影线与风巷夹角;β为钻孔仰角;L。为钻孔封孔长度。

在施工钻场时, 主要考虑以下几点:钻孔终孔点距煤层顶垂直高度, 是否进入顶板裂隙带内;分析煤层岩性硬度、层间距、地质构造;老顶冒落跨落距和老顶冒落的“O”型圈来确定钻孔的长度和钻孔终孔点在煤层面垂直投影点到风巷的距离;根据冒落带和裂隙带高度公式计算, 分析裂隙带高度;通过以上综合分析可确定钻孔垂直高度, 以这个垂直高度为参考数值, 多布置不同参数钻孔, 经过实践和理论相结合, 确定钻场钻孔参数。

3 仰角钻孔抽放现场试验

新建煤矿为斜、立井多水平开拓, 现生产二水平, 标高为-450 m。根据2006年瓦斯鉴定结果, 瓦斯等级为高瓦斯矿井, 该矿相对瓦斯涌出量30.5 m3/t, 绝对瓦斯涌出量92.28 m3/min。矿井瓦斯来源:采煤:64%, 掘进:21%, 采空区及其它:15%。

新建煤矿八采区40081采煤工作面位于二水平92#层右一区段。煤层均厚1.05 m, 倾角3°～4°, 工作面走向长950 m, 倾向长180 m, 根据采煤工作面顶板冒落公式和裂隙带公式[1]求得:

式中, ∑h为冒落高度, m;M为采出煤层厚度, 取1.05 m;α为煤层倾角, 取3.5°;k为岩石碎胀系数, 取1.3。

式中, H为裂隙带高度, m;∑M为采高, 取1.05 m。

经过计算, 40081工作面合理的冒落带高度为3.5～5 m, 裂隙带高度为5～19.8 m, 在满足抽放有效距离及钻孔始抽距离的基础上, 确定钻场间距为100 m, 每个钻场布置3个孔。第1钻孔仰角2.5°, 方位角为295°, 钻孔长度175m, 钻孔终孔点距风巷距离12 m, 经过计算, 钻孔终孔点距煤层顶界的垂直高度7.8 m, 钻孔抽放浓度1.2%～5%, 第2钻孔仰角6°, 方位角为290°, 钻孔长度180 m, 钻孔终孔点距风巷距离18 m, 经过计算, 钻孔终孔点距煤层顶界的垂直高度21 m, 钻孔抽放浓度10%～75%, 第3钻孔仰角5°, 方位角为285°, 钻孔长度190 m, 钻孔终孔点距风巷距离38 m, 经过计算, 钻孔终孔点距顶界的垂直高度18 m, 钻孔抽放浓度10%～60%。通过考察表明, 在有效抽放期内钻孔最大浓度为75%, 抽放浓度与工作面推进距离的关系如图2所示。

从图2中可以看出, 1孔瓦斯抽放浓度曲线变化不大, 这说明1孔终孔位置打在冒落带或接近裂隙带, 此孔没有抽放价值, 2孔瓦斯抽放浓度曲线变化很大, 钻孔的有效作用范围是从采面距钻孔终孔位置水平147 m左右开始到采面距钻孔开孔位置水平25 m左右为止, 与此相对应的高差是8～18 m, 钻孔抽放浓度在10%～75%之间, 可稳定在35%左右。这说明2孔终孔位置打在裂隙带内, 比较3孔抽放效果更显著。通过以上分析可以确定八采区92#层顶板裂隙带高度在18 m左右。

4 瓦斯抽放技术现场应用前后效果对比分析

通过精确计算出钻孔施工参数, 以保证抽放最佳效果, 三个采煤工作面钻场的钻孔浓度测试结果如表1所示。

由于采取了仰角钻孔抽放, 大大降低了采掘工作面及其回风流中的瓦斯浓度, 取得了良好效果, 特别是40081、40072、40091采煤工作面, 治理瓦斯取得了最佳效果, 如表2所示。采用仰角钻孔抽放后:回风瓦斯浓度较抽放前减小0.3%～0.5%;上隅角瓦斯浓度较抽放前减小0.3%～0.7%;回风量较抽放前减小10%～30%;绝对涌出量比抽放前减少49%～67%, 单产较抽放前增长32%～50%。

5 仰角钻孔瓦斯抽放应用前景

高瓦斯工作面仅进行本煤层预抽还不能满足机械化采煤工作面的要求, 为减小回采过程中瓦斯超限, 特别是进行上隅角瓦斯治理, 在生产过程中采用仰角钻孔继续开展瓦斯抽放是一种重要的措施和方法。

目前需要解决的问题是:应将仰角钻孔抽放纳入高突危险工作面的设计, 在采面掘进过程中和采面移交前施工好仰角钻场;继续研究仰角钻孔的目的区, 优化钻孔参数;对过硬岩层的钻进方法和设备做进一步研究。

参考文献

矿井瓦斯抽放管理 篇6

1矿井地质、工程概况

(1) 地质构造。

矿区地层属山丘起伏型, 西南部基岩被第四系掩盖, 东北部是起伏的山岭。据钻孔揭露和矿区地质资料, 该工作面地质构造简单, 煤层稳定, 没有大的地质变化带, 煤层平均厚度6 m, 局部有煤层变薄现象, 煤层顶板岩层平均抗压强度63 MPa, 中等坚硬顶板。

(2) 矿井瓦斯情况。

矿井相对瓦斯涌出量3.24 m3/t, 绝对瓦斯涌出量8.24 m3/min, 属低瓦斯矿井, 但局部有高瓦斯区。矿井煤层瓦斯在+64 m水平最大压力0.06 MPa。据地质资料, 瓦斯梯度每下降100 m, 瓦斯含量增加2.05～3.00 m3, 瓦斯压力增加0.25～0.41 MPa, 煤层相对密度1.44 g/cm3, 煤吸氧量0.8 cm3/g, 透气性系数0.280 3 m2/ (MPa2·d) , 矿井煤层瓦斯总储量689.6万m3, 属可抽放煤层。据国家安全生产洛阳矿山机械检测中心鉴定, 该矿煤层自燃倾向等级为Ⅲ类, 属不易自燃煤层;有煤尘爆炸危险性, 煤尘爆炸指数40%;水分1.16%, 灰分15.7%, 挥发分12.13%～14.59%。

(3) 工作面位置、采煤方法及其特征。

矿井将+77 m水平划分为2个单翼采区, 即11上山采区, 12下山采区。初期开采11采区, 后期开采12采区, 区段跳采下行开采。首采工作面为顶分层11010工作面, 采面走向长360 m, 倾斜长85 m, 倾角为16°, 平均煤厚6 m, 可采煤量22.2万t。

11010回采工作面采用单一走向长壁后退式顶分层开采, 单体液压支柱∏型钢梁支护, 风镐落煤, SJD-420/407型刮板输送机运煤, 大巷采用SDT650型胶带运输。采用全部垮落法控制顶板。自2007年3月开始本采煤工作面调试、试运行, 至2007年9月进行安全设施竣工验收, 6个月工作面推进约20 m, 采面供风量890 m3/min, 风速3.2 m/s;工作面上隅角和回风巷瓦斯常在0.8%～0.9%之间波动, 有超标现象。2008年3月, 矿井安装了瓦斯抽放系统, 采用综合抽放技术对采煤工作面进行瓦斯治理。目前, 采煤工作面风量调整到600 m3/min, 风速2.4 m/s, 采面回风巷、上隅角瓦斯浓度实测0.2%左右, 抽放效果显著。

(4) 瓦斯抽放系统。

军阳煤矿地面建设有符合设计要求的瓦斯抽放泵站, 设置抽放泵间, 电气操作间, 观测值班室。安装有:2台水环式真空泵, 型号为YB280M-4/90kW;馈电开关, 真空磁力启动器, 照明变压器和控制开关等电气设备;闭式循环供水系统。泵站进、排气管钢管Ø200 mm, 进气管安设有孔板流量计。为合理控制管理系统的负压调节, 合理分配各个抽放地点的瓦斯抽放流量, 控制各个分支系统的瓦斯浓度和抽放效果, 抽放管路系统、分支系统均设置了调节阀门、管路负压自动放水器、流量计、防回火装置、除污箱装置等。瓦斯抽放系统设计对本煤层瓦斯抽放量可达206.8万m3, 矿井瓦斯抽放率达30%, 纯瓦斯抽放量4.5 m3/min。瓦斯抽放钻孔直径75～89 mm, 实测钻孔初始瓦斯流量为0.079 8 m3/min, 有效排放半径为0.6～0.7 m。经抽放瓦斯后, 煤层残存瓦斯量在1.3～1.4 mL/g。瓦斯抽放管路系统布置如图1所示。

2瓦斯超限原因分析

(1) 11010工作面瓦斯涌出量较高, 绝对瓦斯涌出量在8～9 m3/min之间。

(2) 工作面在试运行期间未安装瓦斯抽放系统, 没有进行瓦斯抽放。

(3) 采煤工作面风量分配不合理, 风速低, 不能稀释、带走采面瓦斯而导致积聚。

(4) 采空区处理不当, 采空区余存有大量瓦斯, 形成了瓦斯罐。注意预防采面初次来压, 老空区冒落, 使采空区内余存的大量瓦斯涌出, 造成事故。

3瓦斯抽放措施

采煤工作面瓦斯来源主要有三部分:①工作面输送机巷涌出的瓦斯实测平均浓度为0.32%, 占工作面瓦斯总涌出量的14%;②工作面煤壁及采落煤块的瓦斯涌出量占工作面瓦斯总涌出量的24%;③采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯总涌出量62%。根据瓦斯涌出规律, 主要采取了以下措施:

(1) 本煤层顺层钻孔抽放。在煤层回采工作面按煤层倾向布置顺层抽放钻孔, 可分下向孔、水平孔、上向孔3种布置方式。瓦斯预抽和边采边抽是预防回采工作面瓦斯突出的主要措施, 在回采过程中减少瓦斯涌出量。具体实施方法:①边采边抽。利用采掘时卸压效应抽放瓦斯, 在回采工作面前方布置钻孔, 依靠工作面推进时的卸压效应抽放工作面前方煤体中的瓦斯。②在工作面运输大巷煤体中布置2层下向孔和倾斜孔, 每隔20 m布置一组, 每组抽放孔分浅孔和深孔。其中, 浅孔每组14个, 孔深为10 m;深孔每组7个, 孔深为60 m, 利用巷道的卸压效应进行工作面前方瓦斯抽放。③与运输巷一样, 在回风巷实体煤中也按浅孔、深孔布设进行抽放, 并采用先顺层钻孔预抽放瓦斯, 瓦斯衰减后再采用高压煤体注水, 促进煤体中瓦斯释放, 同时保证工作面的综合防尘。④工作面上隅角处易出现瓦斯积聚现象, 在工作面上隅角采空区埋管进行瓦斯抽放, 沿着埋管走向布设高低位管孔。

(2) 加强工作面上下拐头密闭漏风管理。工作面在推进过程中, 采空区面积逐渐加大, 采空区漏风严重, 造成工作面上拐头瓦斯超限。采取措施:①确保采空区顶板的垮落, 减少采空区空间;②每遇到拐头采用编织袋装煤, 设置采空区密闭墙, 减少采空区漏风和瓦斯的涌出, 避免瓦斯超限现象。

(3) 加强通风管理和瓦斯抽放管理。在工作面回采初期, 通过增加采面配风量解决瓦斯超限问题, 效果不好。随着工作面风量的增加, 瓦斯绝对涌出量增大, 工作面瓦斯时常超限。采取对工作面瓦斯抽放和采空区封堵漏风措施, 大大增强瓦斯排放。工作面风量调整为600 m3/min时, 工作面回风流、上隅角瓦斯浓度控制在0.2%, 控制工作面瓦斯浓度, 确保采煤工作面的安全生产。

4结语

(1) 采用瓦斯综合抽放技术, 能有效控制原煤层回采工作面的瓦斯涌出问题, 对今后工作具有一定的借鉴意义。

(2) 统一领导, 周密部署, 科学施工, 确保工作面回采中的瓦斯预抽和边采边抽工作, 保证工作面的风量稳定, 减少采空区漏风, 确保瓦斯浓度在允许范围内。

矿井瓦斯抽放管理 篇7

关键词：高瓦斯矿井,抽放条件,采空区防火灭火

0 引言

根据目前中国基本情况,有很多高瓦斯矿井都借助瓦斯抽放的形式降低在采空区当中所存在的瓦斯浓度。但是相对的,因为抽采所带来的采空区漏风现象自然也会比较大,进而造成采空区当中空气流动状态也会形成比较明显的移动和变更,在无形之中提高了在采空区中存在大量浮煤可能燃烧的安全隐患。采空区本身和火区间如果存在漏风通道,那么可能会导致瓦斯出现燃烧现象,严重的还会出现爆炸,对瓦斯井抽采产生非常严重的不良影响[1]。因此,能否协调统一采空区中的瓦斯抽放和防止火灾工作就是进行安全生产非常关键的一个问题。

1 瓦斯抽放可能会对自燃形成的影响

1.1 工作面的抽放基本情况

A矿335工作面主要瓦斯来源大多是本工作面所处煤层,其工作面预计涌出瓦斯量大概在30 m3/min左右,计划内的风排量大概11.3 m3/min,其它18.7 m3/min的瓦斯则借助抽排措施来处理,这一过程中主要的抽排措施包括:

a)恰当地拦截下伏四层煤瓦斯;

b)通过高位钻孔来抽放采空区的瓦斯的方式联合通过埋管对上隅角瓦斯进行抽放。

1.2 瓦斯抽放可能会带来的影响

由于瓦斯抽采会形成负压,空气流动可能会从采空区缝隙通道处逐渐扩散到周围,形成立体的空气流动现象,导致采空区中出现更加严重的漏风现象,最终令煤矿井始终在很适合燃烧的环境当中,一旦具备充足的燃烧条件就很可能会导致浮煤自燃。不但如此,在此基础之上工作面的推进、在自然环境当中发生的氧化作用的发生时间不断提升,由采空区存有的煤氧化反应生热,热量累积令煤体温度也不断提升,再加上漏风通道头尾温度差异及高度差,都让慢速涡流变得更加明显,实现了更加完整的热量交换,导致内部煤体及外部煤体始终保持升温反应,造成氧化反应剧烈,导致浮煤发生燃烧反应[2]。

工作面在正常的回采阶段,借助分析抽放气体的成分可以发现,CH4平均9%,O2却达到12%,这说明高抽巷的影响环境下,在采空区当中出现了非常明显的漏风,另外,漏风加剧也导致工作面出现三带变化,其具体划分如图1。

从上图当中可以发现,在抽放作用下,采空区当中的空气流动变化出现了非常明显的动态转换,空气流动速度变化对于原来采空区当中存在的三带划分造成了一定的破坏作用。采空区深部也出现了非常明显的漏风现象,间接造成采空区的风流速度呈现出非常不规律的分布情况;另外,从上图还可以发现,抽放巷的漏风风流速度相对较大,不能令浮煤自燃,这是因为散热量高于生成热量,所以,浮煤容易出现自燃的区域出现在漏风流比较大的一个区域内。因此,氧化自然带呈现出非常不规则的状态。

2 防火灭火措施

在瓦斯抽放条件下对采空区进行防火灭火操作主要需注重以下几点内容:

a)在采空区注氮后,能够惰化采空区的立体三维空间,冲淡煤炭和O2之间直接接触,在一定程度上能够避免出现采空区煤炭自燃的现象;

b)工作面周围采空区范围当中往往存在一些可能会导致火灾的危险气体,而且一些有毒的气体也可能入侵到335采空区当中,借助注氮的方式能够显著提升335区的实际压力,很好地控制在采空区周围存在的一些有毒、有害的气体入侵;

c)335工作面因为采空区漏风比较大,借助向335采空区进行注氮的操作,能够缓解漏风现象,降低出现自然发火的隐患。

2.1 漏风的控制措施

从根本上来说,控制漏风是工作面两侧存在风压差的情况下,通过一定手段来减小采空区中漏风量的程度,同时适当进行充填封堵操作,能够显著提升在采空区的后侧漏风风阻的程度,在进回风巷的风压没有较大变化时,后部漏风降低,进而对风流场分布产生影响,带来氧化自然带缩小,O2含量降低,避免采空区的浮煤自燃[3]。

于工作面两端的巷道口中适当位置,每间隔15 m展开充填堵漏,提升采空区的后侧漏风风阻值。经过处理之后,和漏风处理前抽巷气体的成分相对比,O2值大约下降3%,进而令氧化自燃带缩小,降低自燃危险。

2.2 在采空区注氮防火措施

抽放条件下,注氮防火操作的过程中,选择合适的注氮口位置非常重要,335工作面的采空区氧化升温带的宽度和注氮口深度有一定关联,其曲线图见图2。

就图2可以发现,氧化升温带会随着注氮口的深度变化而发生宽度变化,在注氮口的深度从30 m变化到40 m时,氧化升温带在宽度上提升了25 m左右;另外,注氮口的深度从40 m变化到50 m时,氧化升温带出现减小趋势。在注氮口的深度处于25 m左右时,氧化升温带存在一个宽度最小值。所以,在这个数值上,采空区惰化效果是最理想的。在采空区的两侧封堵效果不够严密时,采空区的漏风强度变化,这个时候可以适当移动注氮口,靠近采空区的深部,能够提升注氮的惰化作用。

在进风顺槽进行钢管预埋,选择注氮点,向采空区中注氮,直到可以对煤炭的自燃氧化速度起到控制作用,并且借助气体分布情况来重新设置采空区的三带位置,避免火灾的发生。

这一过程中,注氮口的有效注氮半径约为25 m,释放口的间距在50 m左右,结合实际情况可以针对注氮口具体位置展开一定的调控和管理,需要注意的是,注氮原则需要保证N2可以充分充盈在要接受惰化处理的范围当中,针对注氮强度而言,需要控制在600 m3/h,注氮时间控制在每天4.9 h左右。

2.3 注浆操作

对于回风巷注浆管路而言,需要充分结合采空区中气体的变化情况来展开,借助联巷措施孔实施泥浆或防火灭火材料的灌注操作。这一过程能够显著封堵漏风、对遗煤进行惰化,它的时效比较长,可以显著降低煤层所受到的影响,有助于煤矿安全开挖。另外,需要随时观察CO气体变化的情况,一旦发现火灾隐患,可以进行注浆孔的补打操作。

3 结语

在瓦斯抽采所带来的负压作用影响下,风流可能会在采空区形成运移,导致采空区漏风情况加剧,为浮煤带来充足养分,令氧化生热提升,继而令煤体温度提升;针对煤矿实际情况,需要对抽采系统进行安排和调整,使用控制漏风技术,降低采空区的漏风,避免采空区出现浮煤自燃;在矿井进行注氮操作时,需要结合实际情况展开注浆操作,控制在采空区中的CO浓度值。

参考文献

[1]刘明星.高瓦斯矿井抽放条件下采空区防灭火技术实践[J].煤矿安全,2013(11):134-136.

[2]马曙,杨明涛,李晓华.高瓦斯自燃煤层采空区瓦斯抽采及防灭火技术实践[J].煤矿开采,2012(1):83-85.