通风治理

通风治理（共8篇）

通风治理 篇1

经过几十年的开采, 金属矿井越来越深, 地面温度也持续上升, 再加上其他一些因素的影响, 矿井受到高温威胁。在井下气温较高的环境中作业会很大程度地降低劳动效率, 对工人的健康和安全造成威胁, 并且很容易导致各类事故发生。

1 井下热源的危害

经调查发现, 井下有许多热源在散热, 使得井下气温上升。这些热源包括地热、地下水气、人体代谢和氧化反应产生的热等。井下热源危害很大, 具体来讲, 包括以下三方面。

1.1 对人体的危害

井下气温一般在30℃以上, 相对湿度在80%以上, 这就形成了一种高温、高湿的环境。在这种环境下, 工人如果长时间作业, 不仅容易出现中暑、热虚脱等情况, 同时由于体温和皮温的上升, 体温调节出现障碍, 水、盐代谢紊乱, 影响人体机能。另外, 如果长时间处于这种高温、高湿的环境下, 人体循环系统、泌尿系统和神经系统会大量失水, 影响人体正常功能, 导致疾病的发生。

1.2 对劳动效率和安全的影响

据统计, 在高温矿井中作业, 工作效率往往很低, 部分矿井相对劳动效率甚至不足30%.研究表明, 在工人数量不变的前提下, 井下温度每升高1℃, 劳动效率将会降低30%左右。这是因为当温度较高时, 人的中枢神经系统容易失调, 导致人体出现疲劳或全身无力的症状, 这样不仅影响工作效率, 还会引发各类事故发生。综合调查显示, 矿井事故多发生于每年的5, 6月份, 这个时间段, 井下气温都在30℃以上, 相对湿度也将近90%.

1.3 对矿井气候条件的影响

在分析井下热源对矿井气候条件的影响之前, 必须对矿井气候条件有一个正确的认识。首先, 空气温度并不是影响矿井气候条件的唯一因素, 此外, 空气湿度和风速也会在很大程度上对其造成影响。鉴于此, 我国颁布了相关的安全规章制度, 严格规定金属矿山井下作业点的空气温度必须保持在26℃以下, 相对湿度必须保持在90%左右, 这样才不会影响到井下工人的健康和安全。

2 井下热害的治理措施

治理井下热害最根本的措施就是采用矿井通风技术, 为井下工作人员提供更舒适的作业环境, 提高工人的劳动效率, 保证工人的人身安全。采用矿井通风技术治理热害主要从以下几点做起。

2.1 增大井下通风量

增大井下通风量, 有以下四种方式。

2.1.1 适当降低井下通风风阻

当井巷断面面积固定不变时, 要想获得最小的井巷风阻, 就需要选择最大的水力半径。断面的形状多种多样, 其中, 圆形断面水力半径最大, 因此, 尽量将井巷断面形状设计为圆形。经研究发现, 井巷断面的面积大小直接影响其摩擦系数。要降低通风阻力, 可以适当加大井巷断面。另外, 为了有效降低井巷表面摩擦, 还可以结合具体情况, 合理利用表面衬砌、光面爆破等方法, 同时, 还需要及时清除掉井巷内的堆积物。

2.1.2 防止漏风

如果矿井中存在漏风问题, 会降低工作面的有效风量。针对这种情况, 可以应用对角式通风系统, 且采用“后退”式开采方式增大通风量。在脉外岩石中布置进风和回风巷道, 提高通风构筑物的质量, 强化其严密性, 避免出现漏风问题。另外, 为了减少井下漏风情况的发生, 还可以在风路中安装辅扇, 或应用降阻调节法调节风量等。

2.1.3 改变主扇工作特性, 提高通风机能力

假定矿井风阻不变, 风机的转速会直接影响风量的大小, 所以, 应提高主扇的调控能力, 对其转速进行调整。在调整轴流式风机叶片安装角时, 风量与叶片安装角需成正比。另外, 在调整主扇的转速时, 还可以充分利用变频调速技术, 这样可以改变主扇的工作特性, 提升通风机能力。

2.1.4 加强通风管理

有效地改善通风系统各个组成部分的维护状态, 最大限度地降低漏风和风流循环, 提高通风系统中各类扇风机的运转效率。另外, 还需要结合矿井通风情况, 定期测矿井通风阻力、风压、风量和风机性能参数等, 合理调整通风系统, 使其更好地运作。

2.2 采取合理的阶段通风网路结构

可以将“多阶段同时作业”模式应用到金属矿山中, 那么就有不同阶段的通风网路结构, 这样有效地限制了作业中串入采空区的热风, 增加了通风量。在采场下行的通风过程中, 风流方向和矿岩运输方向是一致的, 使矿岩在运输过程中释放出的热量、水蒸气和运输设备散出的热不再返回工作面, 大大改善了工作面入风流的空气状态。

2.3 对通风系统进行优化

矿床开采方式会直接影响矿井通风系统。由于采用的开采方式不同, 所获得的入风线路长度不同, 这样进入工作面的风流温度也就有所差别。通常情况下, 可以综合利用分区式开采和对角式通风系统, 降低入风线路的长度, 进而降低入风流到达工作面时的温度。

3 结束语

通过以上叙述可知, 在矿山开采中, 随着矿井深度的增加, 出现了严重的热害问题, 这严重影响到井下工人的健康, 降低了工作效率, 需要引起足够的重视。在治理井下热害方面, 可以通过增加井下通风量、优化通风系统、采用合理的阶段通风网路结构等改善井下通风质量。

摘要：随着时代的进步和经济的发展, 我国矿产资源被大幅开采, 出现了多种类型的矿井。为了满足日益扩大的资源需求, 对矿山的开采越来越深, 随之出现了严重的矿井热害问题, 对井下工人的健康和安全造成了很大的危害, 需要引起足够的重视。简要分析治理井下热害的措施, 希望可以为相关工作提供一些有价值的参考建议。

关键词：矿井,通风技术,井下热害,治理措施

参考文献

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通风治理 篇2

矿井瓦斯治理专项措施

二○一一年

为加强矿井瓦斯管理，杜绝瓦斯事故，实现矿井 “通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理方针，特制定矿井瓦斯治理专项措施。

一、矿井通风瓦斯管理措施

（一）矿井地面安设两台对旋轴流式主要通风机，一台运转，一台备用。风机安装有在线监测系统，能实时反映风机运行情况。

（二）在通风的管理上，坚持以风定产的原则，杜绝超通风能力生产。采掘工作面独立通风，无串联通风现象，采掘工作面及机电硐室配备足够的风量，合理优化通风系统，建造质量合格的通风设施，有效地减少漏风，保证矿井通风系统的稳定。

（三）杜绝通风瓦斯事故，根据《规程》有关规定，每年七月份进行瓦斯等级鉴定工作。

（四）每旬对全矿井进行一次全面测风，对采掘工作面和其它用风地点，根据实际需要随时测风，合理分配风量，保证井下每个生产作业场所都有足够的风量，杜绝无风、微风作业。保证风量、风速及有害气体含量符合规程规定。

（五）矿井风门、风桥、风墙、风窗、密闭等主要通风设施布置合理、质量符合要求,安排专人进行维护,减少矿井内部漏风，确保矿井风量有效率保持在86%以上。风门安设有机械连锁装置，保证两道风门不同时打开，保证风流不短路，确保通风系统稳定。瓦斯员必须每班对通风设施进行检查，发现问题及时汇报处理。

（六）严格执行掘进通风措施及管理制度，掘进工作面全部实现“三专两闭锁”，使用双风机双电源、风机自动切换，风机指派专人管理，保证局部通风机正常运转。局部通风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距回风口不小于10m；全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，保证局部通风机过流风符合规程规定的最低风速。

（七）在掘进期间必须加强局部通风管理。风筒接口严密，无反接头，吊挂必须平顺直，逢环必挂，风筒有破口及时粘补，风筒出风口距工作面

不超过5米。瓦斯员必须经常检查工作面瓦斯情况，超过规定时立即撤出工作面全部人员。

（八）采区内的所有通风设施必须全部采用永久通风设施，加强管理和维修，减少漏风，风门安装联锁装置和开关传感器，通过风门时要随过随关。

（九）严禁随意打开、破坏通风设施，不准进入打有栅栏、风墙、挂有危险标志的巷道中。

（十）加强工作面进、回风巷道维修，特别是上、下安全出口超前支护段的巷道维修工作，确保有效的通风断面。工作面收尾撤架期间，要采取临时支护措施，保持工作面全风压通风。

（十一）加大巷道维修力度，保证回风巷道失修率不高于6%，严重失修率不高于3%；主要进回风道实际断面不小于原设计断面的2/3，形成各水平、采区和采掘工作面可靠稳定的通风系统。

二、矿井瓦斯治理措施

（一）从“源头”上杜绝瓦斯隐患，减少瓦斯积聚

1、编制施工设计上，所有采掘工作面均不得出现长度超过5m的硐室。对于掘进期间做车房、机电设备硐室，采取加宽巷道规格的办法。对于一些煤巷探巷，严格按设计施工，施工完毕，探明构造及时回撤、密闭，短期不密闭的保证局部正常通风，井下杜绝盲巷。

2、从理念上及早研究各类地区瓦斯涌出趋势，充分利用瓦斯监测系统，对瓦斯涌出情况时时监测，对照各时间段的瓦斯涌出曲线，分析该地区瓦斯趋势，根据瓦斯涌出情况，及早研究对策，将瓦斯含量治理在规定范围以内。

3、加强瓦斯检查工作，配备足够瓦斯员，严格按规定进行瓦斯检查，严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制，井下所有地区全部使用风钻，各个地点都必须按规定进行工作。

（二）实施矿井瓦斯抽采，做到先抽后采，抽采达标

矿井严格按《瓦斯抽放规范》对瓦斯抽采系统进行使用、管理和维护。制定并落实瓦斯抽采制度、操作规程、岗位责任制和安全生产责任制，严

格按《瓦斯抽放规范》对井下瓦斯抽采系统进行使用、管理和维护。回采工作面按设计要求采取高位瓦斯抽采、上隅角埋管瓦斯抽采和本煤层瓦斯抽采措施。做到先抽后采，能抽尽抽，抽采达标。严格依照《煤矿安全规程》、《煤矿瓦斯抽放规范》和《煤矿瓦斯抽采基本指标》制定和实施年、月矿井瓦斯抽采计划。

矿井瓦斯抽采系统配备有足够的专职人员，全部培训合格，持证上岗。设立有矿井瓦斯抽采管理机构并配备相应管理人员，明确分工，落实责任。

（三）加强安全监测工作 矿井安装KJ75N型监控系统。

监控系统中心站设在矿调度室，设监测主机2台，一台工作，一台热备用。井下设有分站、监控站、多功能断电仪、安装有甲烷传感器、流量传感器、压差传感器、风速传感器、负压传感器、温度传感器、烟雾传感器、风门开关传感器、断电回馈传感器、设备开停传感器。采掘工作面及其它地点均按《规程》要求安设瓦斯传感器，应监应控率达到100%。

监控干线电缆使用铜网屏蔽电缆。

监测修理工，负责井下监控设备的安装、使用、维修，按《规程》规定每隔7天必须使用校准气体和空气样，按产品使用说明书的要求调校一次。每隔7天必须对甲烷超限断电闭锁功能进行测试。确保监测监控系统安全运行，保证监测数据准确，设备反应灵敏，遇到故障及时处理。

地面中心站设在调度室，配备有监测调度值班人员，24小时连续不断监测，发现异常及时向通风维修区值班区长汇报，采取措施进行处理。

矿井安装瓦斯超限实时短信报警系统，矿领导能及时掌握井下瓦斯变化情况，做到及时处理。

1、有效发挥瓦斯安全监测系统在瓦斯治理工作中作用，不断完善、落实瓦斯监控规章制度，大力开展职工技术培训和技术练兵活动，提高职工的技术素质，形成上下齐抓共管的管理模式。当监测设备断线及传感器误报事故发生时联挂当班监测维修工、现场瓦斯员进行分析，保证设备的正常运转。

2、生产调度室，当发现瓦斯超限时，及时对井下进行调度，并有效的实现断电。

3、与安全监控设备关联的电气设备、电源线和控制线在改线或拆除时，必须与安全监控管理部门共同处理。检修与安全监控设备关联的电气设备，需要监控设备停止运行时，必须经矿主要负责人或主要技术负责人同意，并制定安全技术措施后方可进行。

4、传感器经过调校检测误差仍超过规定值时，必须立即更换；安全监控设备发生故障时，必须及时处理，在更换和故障处理期间必须汇报通风区、调度室，停止工作面工作，撤出人员，保证工作面断电闭锁，采用人工监测等安全技术措施，并填写故障记录。

（四）明确责任，强化管理

1、成立矿井瓦斯治理机构。

总经理为矿井瓦斯治理的第一责任人，常务副总经理对矿井瓦斯治理工作负主要领导责任，机电副总经理、总工程师、安全副总、生产副总、通风副总工分别对本管辖区域内的瓦斯治理工作负责。瓦斯治理机构定期组织召开瓦斯治理规划的专题会，协调解决瓦斯治理规划各项事宜，并抓好落实。

通风维修区设立通风瓦斯管理专职机构。

区长负责矿井瓦斯治理的全面管理工作。副区长负责矿井瓦斯治理的具体工作。

2、开展瓦斯治理研究，由安全矿长及总工程师牵头专门召开瓦斯治理工作会议，重点解决瓦斯治理工作中出现的问题。

3、不断健全、完善各项规章制度，形成瓦斯管理系列配套措施，编制“一通三防”各项工作程序及工作标准“一通三防”应急处理预案。在管理上实行程序控制，有效地杜绝管理上的错位和漏位，把隐患消灭在萌芽状态。

4、严格进行考核，确保各项制度准确落实到位。

加强现场管理，根据公司矿井特点，建立了十项制度：瓦斯检查制度、通风瓦斯报表审批制度、巷道贯通通风管理制度、盲巷管理及瓦斯排放制

度、局部通风管理制度、瓦斯监测管理制度、瓦斯抽采制度、防灭火和综合防尘制度以及安全生产责任制度。在现场管理方面重点把好九关：一是排放瓦斯；二是巷道贯通；三是局部通风机。四是停电、停风、送电、送风；五是严禁瓦斯超限作业；六是装药放炮；七是盲巷与瓦斯；八是石门揭煤；九是抓住引爆瓦斯火源关。

瓦斯管理方面：

（一）防止瓦斯积聚：

1、加强瓦斯检查，严禁瓦斯超限作业：

①各采掘工作面均有专职瓦斯员负责瓦斯检查，持证上岗。②进一步完善瓦斯检查制度，采用不定时下井查岗的办法检查瓦斯员的工作，确保瓦斯检查责任制的落实。

③瓦斯检查员携带光干式瓦斯检测仪和便携式瓦斯检测仪，两种仪器分别检查，进行对比，确保检查瓦斯数据准确。

④对瓦斯管理实施群防群治。矿井管理人员、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、班长、流动电钳工、安全员、安全监测工下井时，均携带便携式瓦斯检查仪。

2、实施瓦斯分源治理：

①对回采区实施高位瓦斯抽采和本煤层瓦斯抽采，并重点做好回采工作面上隅角瓦斯治理:合理配给风量；上隅角采用瓦斯传感器连续监测瓦斯；埋管瓦斯抽采等有效措施将上隅角瓦斯控制在《规程》允许浓度以下。

②对掘进区，使用双风机、双电源、风机自动切换系统，严格“三专两闭锁”的使用及“一炮三检”、“三人连锁”放炮制的落实。使用了高效、低噪音的对旋局部通风机进行通风。局部通风机设专人看管，保证其正常运转。

③对已采区，重点做好密闭的管理及瓦斯检查工作，对密闭墙及时维护，保证质量合格。密闭墙前每班检查瓦斯两次，有问题及时发现及时处理。

3、坚持瓦斯超限就是事故，对每一次瓦斯超限事故由矿当日值班领导组织通风维修区值班区长、安保部、相关单位进行分析，做到事故不过天，当班问题当班分析，从而找出事故原因，制定解决措施，避免类似事故的再次发生。

（二）防止瓦斯引燃：

1、井下禁止带电检修、搬迁电气设备。

2、每班对矿灯进行检查，确保矿灯防爆合格，杜绝在井下打开和磕打矿灯。

3、井下严格使用取得产品许可证的煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。严格打眼、装药、封泥和放炮各工序，确保符合《规程》规定。

4、加强井下电器设备的检查和维护，严格设备巡回检查制和设备包机制的落实，确保设备完好，防爆率100%。

5、采掘工作面生产过程中，采取措施防止机械火花的产生。如工作面过地质构造带遇有坚硬的岩石，采煤机、掘进机割不动时，采取放炮处理，不得用采煤机、掘进机强行截割。

通风治理 篇3

关键词：极复杂条件,下行通风,瓦斯治理

一、7441综采面概况

该面位于夹河矿-800m水平西一采区, 浅部为F1断层, 深部为7443采空区, 西一七层集中回风上山以东, 东至夹河、张小楼井田边界。标高-740～-840m, 地面标高+40.9～+41.3m。走向长平均700m;倾向平均122m;平均煤厚2.2m, 可采储量22.6万吨。瓦斯相对涌出量12.8m3/t, 属高瓦斯区。

断层褶曲发育, 断层多且落差大。材料巷外段受一条落差大于10m的断层影响, 工作面长比正常面长短了55m宽。落差1.5m以上断层8条, 其中落差4.5m的断层两条, 落差2～3m的断层两条。中段有一个大背斜发育, 煤层底板等高线发生约100°转向, 工作面变成大倾角俯采。外段有一个向斜发育, 煤层底板等高线发生约110°转向。

二、问题的提出

极复杂条件主要表现为:地质条件复杂, 断层多, 且断层落差大, 工作面至少2条断层 (H=4.5m) 伴生, 大的背斜构造和向斜构造交替出现, 推进过程中工作面倾向发生逆转, 进风巷 (运输巷) 逐渐高于回风巷 (材料巷) , 通风方式也由原来的上行通风演变成下行通风;大倾角俯采, 俯采角平均25°, 最大俯采角达35°, 在大倾角俯采的同时还存在大倾角回采问题, 煤层倾角平均23°, 局部25～32°;两道布置很不规则, 工作面不等长。

三、通风方式与瓦斯治理方案

(一) 方案的提出。

方案一:始终从运输巷进风, 先上行通风, 因背斜影响工作面倾向发生逆转后被迫变成下行通风。采取本煤层抽放、高位抽放、上隅角抽放及埋管抽放相结合抽放瓦斯;工作面倾向发生逆转后采取上下隅角埋管抽放及下隅角 (回风隅角) 抽放相结合抽放瓦斯。方案二:始终上行通风, 先从运输巷进风, 因背斜影响工作面倾向发生逆转后改从材料巷进风。采取本煤层抽放、高位抽放、上隅角抽放及埋管抽放相结合的方式抽放瓦斯, 工作面倾向发生逆转后改从运输巷侧隅角抽放瓦斯。方案三:始终从运输巷进风, 先上行通风, 因背斜影响工作面倾向发生逆转后被迫变成下行通风。采取本煤层抽放、高位抽放、上隅角抽放及埋管抽放相结合的方式抽放瓦斯, 工作面倾向发生逆转后仍在回风隅角 (即下隅角) 抽放瓦斯。

(二) 方案的比较。

方案一:优点是:通风方式较合理, 贴近现场实际, 瓦斯抽放效果好, 瓦斯治理效果好。缺点是:存在下行通风问题, 下行风的方向与瓦斯自然流向相反, 易出现瓦斯分层流动和局部积存现象, 回风隅角瓦斯抽放和高位抽放的抽放效果降低, 不利于瓦斯治理。方案二:优点是:始终采用上行通风方式, 通风方式合理, 瓦斯自然流动的方向与通风方向一致, 在正常风速下, 瓦斯分层流动和局部积存的可能性较小, 采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相同, 通风相对容易。瓦斯抽放效果好, 瓦斯治理效果好。缺点是:局限于采区通风系统现状, 不具备调整通风系统条件。方案三:优点是:通风方式比较合理, 通风方式贴近现场实际条件。缺点是:由于瓦斯比空气轻, 俯采过程中工作面倾向发生逆转后, 采空区内的瓦斯向上隅角 (进风隅角) 采空区深部漂移, 在此区域形成高浓度瓦斯, 而下隅角 (回风隅角) 高位浓度降低, 故瓦斯高位抽放效果比较差;下行风的方向与瓦斯自然流向相反, 空气与瓦斯易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存现象, 不利于瓦斯治理。

(三) 瓦斯治理方案的确定。

方案二不具备现场实施条件, 方案三瓦斯抽放 (尤其是高位抽放) 效果差, 不利于瓦斯治理。方案一贴近现场实际条件, 瓦斯抽放效果好, 瓦斯治理效果好。故选择方案一, 即始终从运输巷进风, 先上行通风, 工作面倾向逆转后变成下行通风;适当加大供风量, 采取风排瓦斯、瓦斯抽放和监测监控相结合, 工作面倾向发生逆转后采取上下隅角 (进回风隅角) 埋管抽放加下隅角 (回风隅角) 抽放相合, 加大风排瓦斯能力, 进行瓦斯治理。

四、现场工业性试验

(一) 选择合理的通风方式, 适当加大供风量。

从运输巷进风, 由材料巷回风。工作面里段材料巷标高大于运输巷, 为上行通风方式, 通防管理相对容易些。推进至中段过背斜、过断层且大倾角俯采后, 工作面倾向发生逆转, 运输巷标高大于材料巷, 被迫变成下行通风, 通防管理难度增加。过背斜后工作面坡度逐渐变小, 下行通风程度逐渐变小, 推进至结束面附近时下行通风现象基本消除 (见图1、图2、) 。同时, 适当加大工作面供风量, 提高通风能力, 提高风排瓦斯的能力, 降低回风流瓦斯浓度。

(二) 瓦斯抽放。

采取本煤层抽放、高位抽放、上隅角抽放和埋管抽放相结合抽放瓦斯。回风巷安装了三趟8吋PVC抽放管路, 井下瓦斯抽放站安装有六台2BE1-355型瓦斯抽放泵, 每台泵的额定流量为100m3/min。地面瓦斯抽放站安装有两台2BEY-67型瓦斯抽放泵, 抽放泵由一趟φ508mm的金属抽放管路通达井下作为瓦斯抽采主管路, 通往各个瓦斯抽放地点。

高位抽放钻场从回风巷下帮施工, 长度8m, 上山角度30°, 高位抽放终孔位置在上隅角裂隙带内, 终孔位置在煤层顶板上方15～18m。埋管抽放的埋管长度一般为20～30m, 隅角抽放的埋设长度一般为2～3m。

五、结语

极复杂条件下行通风瓦斯其治理生产实践表明:采用进风隅角埋管抽放瓦斯, 结合回风隅角抽放和回风隅角埋管抽放, 较好解决了因大倾角俯采过大背斜过程中工作面倾向发生逆转、工作面被迫变成下行通风给瓦斯抽放和通风管理带来的困难, 保证了通防安全。

参考文献

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基于Y型通风方式治理瓦斯的研究 篇4

关键词：U型通风方式,Y型通风方式,通风

1 几种通风方式的比较分析

目前, 我国普遍采用的工作面U型通风方式, 该通风方式由于上隅角及回风顺槽瓦斯浓度经常超限, 特有的漏风流态会使采空区回风隅角大量积聚瓦斯, 严重影响煤矿的正常生产, 制约着高产高效采煤技术的推广应用及综合经济效益的提高。正是由于此种通风方式的限制, 国内外都在配合采煤工艺改革的基础上积极探索和改进工作面通风方式。U型通风方式与Y型通风方式的对比, 如图1和图2所示。将传统的U型通风方式改为U带尾巷、W型、Y型、Z型、双Z型等方式。对这些改进型的通风方式预防和治理瓦斯积聚的机理及优缺点归纳如下。 (1) 一进两回U带尾巷和两进一回的W型、Y型、双Z型的通风方式, 其中一条巷道可专用作排瓦斯巷, 巷道中可无工作人员和设备, 瓦斯的允许浓度和风速将会得到提高, 进而改变通风能力, 从而达到提高工作面单产量的效果。 (2) 后退式采煤两进一回Y型、W型及采空区中部留回风巷的双Z型通风方式, 两进一回Y型通风方式主进风巷进风通过工作面, 稀释本煤层瓦斯, 并利用在采空区维护的回风巷, 有控制地向采空区回风道漏风, 使采空区瓦斯直接进入回风道;由于两巷进风使通过工作面的风量相对减少, 有助于防止工作面的煤尘飞扬, 改善工作面气候条件, 减少采空区漏风和瓦斯涌出, 从而也具有防止工作面瓦斯积聚的作用。 (3) 回风流入相邻采区回风上 (下) 山Y型、Z型、双Z型分列式通风方式, 由于使采空区漏风方向改变, 瓦斯随漏风直接涌向沿空回风巷, 所以分列式通风方式在防止上隅角瓦斯积聚和工作面瓦斯超限方面有突出优势。 (4) 从采煤工艺角度分析, 前进式比后退式无煤柱采煤方法沿空留巷或沿空掘巷较多, 后退式无煤柱采煤方法的通风方式中Y型和Z型通风方式沿空留巷或沿空掘巷较少。综合上述分析, 从巷道掘进和维护量、采煤工艺的改革、通风和生产能力、瓦斯治理等方面综合考虑, 上述各通风方式中两进一回Y型通风方式是各个方面效果都较好的一种通风方式。

2 Y型通风系统的特点

后退式采煤两进一回Y型通风系统, 改善了工作面环境, 此系统有两条巷道进风, 使通过工作面的风量相对减少, 有助于防止工作面的煤尘飞扬, 减少采空区漏风和瓦斯涌出, 从而具有防止工作面瓦斯大量积聚的作用。如图3所示:Y型通风系统, 其中一条巷道可专门用作排瓦斯巷, 巷道中没有工作人员和安装设备, 使瓦斯允许浓度和风速得到提高, 从而改变其通风能力。Y型通风系统由于其沿空留巷使采空区漏风方向改变, 瓦斯随漏风直接涌向沿空回风巷, 在防止上隅角瓦斯积聚和工作面瓦斯超限方面优于U型通风系统。具体如下所述。 (1) 有利于解决工作面瓦斯超限问题。以往采用U+L型通风方式通过排瓦斯联络巷排放瓦斯, 利用采空区通风, 存在瓦斯不可控空间;采用Y型通风方式, 通过改变工作面通风线路及采空区瓦斯运移线路, 消除了工作面上隅角瓦斯超限隐患, 并且在沿空留巷内实施分源瓦斯抽采, 充分发挥矿井抽放系统的能力, 瓦斯治理效果十分明显, 从而大幅缓解矿井通风系统压力。 (2) 解决生产衔接紧张问题。以往采用的U+L型通风方式, 要投入大量时间去准备新的采煤工作面。而沿空留巷工艺的采用, 大量减少了掘进量, 使沿空巷道继续服务下一个工作面;此外, 为瓦斯抽放提供充足的时间和空间, 可解决采、掘、抽衔接紧张问题, 使矿井采、掘、抽工程衔接有序。

3 Y型通风系统对矿井通风系统的影响

将工作面通风系统由U型改为Y型, 采区布置将由原来的工作面双翼开采变为单翼开采, 采区通风系统、通风网络、通风风阻的改变, 引起采区风压、风量分配的变化, 进而引起整个矿井通风系统、扇风机工况的改变。主、副巷风量的调节关系到Y型通风系统治理瓦斯的成效, 因此, 实际工作中, 必须严格管理。沿空留巷变形过大, 或支护不光滑, 将引起风阻增大工作面通风和治理瓦斯的能力降低。

4 Y型通风方式的几点建议

Y型通风方式是本矿回采工作面瓦斯涌出管理的有效办法。建议结合改进开采方法, 提高瓦斯抽放和回风巷维护水平, 使其不断完善。 (1) 采用合理开采方法, 减少采空区漏风量和瓦斯涌出量。布置后退式回采方式;工作面煤炭运输改为石门装车方式, 煤层运输平巷随工作面推进及时报废、密闭。解放层工作面超前下邻近层开采玲5功以上。 (2) 改进瓦斯抽放方法, 降低解放层工作面风排瓦斯量。其一是用增加卸压抽放孔的方法提高下邻近层卸压瓦斯抽放率。采取在煤系中部掘进采区阶段瓦斯抽放中巷并布孔、在解放层工作面回风巷打下向抽放孔穿下邻近层等办法;第二是用局扇将解放层工作面的采空区瓦斯抽至采区回风巷方法-采取在回风巷滞后工作面一定距离, 将可缩性引排风简一端经报废回风眼插入采空区, 另一端与SQF-5型塑料气动局部扇风机连接, 将采空区瓦斯抽至采区回风巷。 (3) 采空区上部回风巷的维护采取增加护巷煤柱宽度方法。打钻孔抽放解放层护巷煤柱所影响的:煤层未解放区域的瓦斯, 达到护巷经济、可靠, 又不影响K:煤层的防突效果。

结束语

本文分析了工作面各种通风方式的优缺点和Y型通风方式治理瓦斯的机理。从采煤工艺的改革、通风和生产能力、瓦斯治理等方面综合考虑, Y型通风系统是具有发展前途的通风系统。在工作面各种通风系统中, 两进一回Y型通风系统是解决工作面上隅角瓦斯积聚, 超限问题最有效的通风系统, 提高沿空留巷瓦斯允许浓度或风速, 可提高综采面通风和治理瓦斯的能力, 进而提高工作面的单产量, 采空区瓦斯涌出率越大, Y型通风系统治理瓦斯效果越好。

参考文献

[1]程远平, 俞启香.中国煤矿区域性瓦斯治理技术的发展[J].采矿与安全工程学报, 2007, 24 (4) :383-390.

[2]付建华.中国近年煤与瓦斯灾害情况分析[C]//煤矿瓦斯灾害防治理论研究与工程实践.徐州:中国矿业大学出版社, 2005:103-107.

[3]袁亮.低透气性高瓦斯煤层群无煤柱快速留巷“Y”型通风煤与瓦斯共采关键技术[J].中国煤炭, 2008 (6) :9-14.

通风治理 篇5

关键词：煤矿安全,通风方式,U型+平行外错双回风

随着矿井机械化程度及采掘深度和产量的提高,综放工作面瓦斯涌出量增加。为治理回采工作面瓦斯和防灭火,借鉴相邻矿区通风方式,结合保德矿瓦斯抽采工艺,确定适合保德矿的通风方式。

1矿井简介

保德矿位于山西保德县,井田走向14.0 km,倾向5.7 km,倾角平均5°。81305工作面是进入深部的第一个工作面,平均原始瓦斯含量3.0m3/t,储量2204万m3,煤层透气性系数较低,采前预抽瓦斯178万m3。预计回采期瓦斯绝对涌出量18-25.3 m3/min,其中采空区占56%。煤层有自燃发火性,等级Ⅱ级,发火期4-6月。

2工作面通风方式分析

2.1 U+L型通风方式。回风巷和专用瓦斯回风巷同时回风用于解决采空区瓦斯涌出量大,上隅角、工作面瓦斯超限问题。尾巷与回风巷间隔一定距离,施工联络巷,并封闭。随工作面推进打开工作面后联络巷,使采空区及邻近层瓦斯排至尾巷,减少开采中瓦斯涌出。如图1a。

此通风方式虽适用瓦斯涌出量较大的综放工作面,但尾巷排瓦斯时,会有盲巷,管理不到位或采空区漏风,易造成风量低于0.15 m/s,瓦斯浓度超过2.5%,此通风方式采空区漏风半径大,加大防灭火管理难度。

2.2双U型通风方式。双U型通风方式中工作面里圈小U系统承担正常回采期供风;外圈大U系统承担采空区瓦斯抽采、联络巷密闭施工等。如图1b。

此通风方式有效解决上隅角与盲巷瓦斯积聚等问题,保证工作面安全回采,但随回采,通风线路增长,经过采空区密闭墙增多,采空区漏风增加,严重威胁高瓦斯自燃煤层安全。保德矿煤层顶板属复合顶板,顶板破碎,回采后,外圈大U型巷道矿压明显,压垮原有联巷内高强度密闭,采空区高浓度瓦斯气体溢出,造成瓦斯超限。

2.3 U型+内错尾巷通风方式。在原U型系统上距回风巷内侧8~10 m处沿煤层顶板布置内错尾巷,通过回采过程中内错尾巷的自然垮塌,形成采空区与内错尾巷的沟通点,在支架后部采空区形成低压区,使工作面最低压力区由上隅角转移到沟通点,使机尾后部采空区瓦斯向内错尾巷流动,截流内错尾巷与进风巷之间采空区的瓦斯,减小上隅角瓦斯涌出,为放顶煤一次采全高回采工作面生产能力的发挥提供通风保障。如图1c。

该通风方式有几大问题:一,内错尾巷的负压必须优先保障,需要调整内错尾巷与回风巷道负压;二,放煤效果好,如不好,顶板不及时跨落,上隅角处瓦斯不会通过顶板裂隙向内错尾巷运移,将会造成悬顶内瓦斯超限,需进行强放,但高瓦斯矿井采用强放风险大;三,如顶板破碎,工作面上部顶板易产生裂隙,造成内错尾巷与工作面机道顶板漏气,使该通风方式失去作用;四,施工内错尾巷成本高。

2.4 U型+平行外错双回风通风方式。在原U型通风巷道回风侧布置瓦斯抽放巷,该巷道用于瓦斯管路敷设及工作面回风,将工作面回风系统调整为双巷回风,随工作面向前推进,在前一个联巷以里5 m处施工1.5 m黄土闭,同时打开该联巷通风口,以此类推。如图1d。

此通风方式特点:一,工作面最大供风量可达4500 m3/min,较传统通风系统风量增加一倍,能减少工作面架间、工作面、上隅角瓦斯超限现象,稀释割煤过程中释放的瓦斯;二,闭墙施工在全风压风流中,风量可靠稳定,施工安全系数高;三,采空区抽放管路在全风压风流中,有利于采空区瓦斯抽放控制与调节;四,回采过程中无盲巷,提高回采安全系数;五,新增回风巷在煤层中掘进,成本低。

3应用效果

3.1大流量全负压综合抽采工艺。采用U型+平行外错双回风通风方式工作面最高配风可达4500 m3/min,通风富裕,系统稳定可靠。采空区滞后联巷埋管抽放,由于81305工作面上部是81304回采完毕工作面,矿压较大。可用二号回风的瓦斯管路对老空区瓦斯进行抽采,减少老采空区瓦斯涌出量。

3.2上隅角瓦斯治理技术。采用U型+平行外错双回风通风方式解决了传统通风方式中上隅角瓦斯超限问题。通过对上隅角瓦斯气体来源分析,采用高通风量、高抽采量,将上隅角风流方向反向。该技术实施后,保德矿81305工作面开采期间上隅角和二号回风巷瓦斯体积分数下降幅度高达50%,上隅角瓦斯体积分数保持在0.5%以下。

3.3效果体现。从81305工作面利用该通风方式始,已成功克服了高瓦斯、复杂地质条件的影响,工作面日产量平均2万t,最高日产量达2.8万t;除初次老顶来压时上隅角瓦斯超限1次外,其他均在正常范围内。由此说明,此通风方式适合保德矿工作面通风要求,通风可靠稳定。

4结论

4.1通过对双U型、U+L型、U型+内错尾巷型与U型+平行外错双回风型通风方式原理、优缺点的对比,得出U型+平行外错双回风型通风方式能有效减少工作面架间、工作面、上隅角瓦斯超限,且成本低。

4.2保德矿81305工作面采用U型+平行外错双回风型通风方式后,工作面上隅角和二号回风巷瓦斯体积分数下降幅度高达50%,上隅角瓦斯浓度在0.5%以下;工作面日产量平均2万t。

参考文献

[1]郭剑如.“U+L”与“双U”型通风方式对比分析[J].煤,2013,10.

[2]郭福军,杨凤春.“U+L”型通风方式在28#左四采煤工作面的实践[J].科技展望,2014,2.

[3]国家煤矿安全监察局.《防治煤与瓦斯突出规定》读本[M].北京:煤炭工业出版社,2009.

通风治理 篇6

1 我矿3212综采工作面基本情况

韩城矿业公司桑树坪煤矿为煤与瓦斯突出矿井, 而3212综采工作面为该矿第一个2#煤层工作面。煤层平均厚度0.74m, 煤层变异系数为47.0%。2#煤层与下伏3#煤层层间距1.75m~16m, 平均13.0m。直接顶板以细、粉砂岩为主, 厚1.95m~3.15m, 煤层底板直接底岩以砂质泥岩为主,

从本井田煤层瓦斯吨煤甲烷含量统计结果看, 2#煤最大瓦斯含量1.65m3/t, 平均瓦斯含量0.63m3/t。

2#煤层存煤尘爆炸性危险。

2 工作面通风应满足的要求

1) 工作面要有足够的风量, 其配风量应大于需风量, 同时工作面风速符合《煤矿安全规程》的有关要求;

2) 选择合理的通风方式解决工作面上隅角瓦斯, 防止此处瓦斯积聚、超限;

3) 根据通风要求, 进风巷、回风巷及回风安全出口应有足够的断面和数目, 并确保巷道断面平整、光滑, 以减小通风阻力;

4) 通风系统力求简单。

3 工作面通风方式的确定

目前我国矿井开采过程中回采工作面常用的通风方式有U型、U+L型、Z型、Y型、W型、H型等几种。根据我矿瓦斯含量、2#煤层自燃倾向及井下巷道的布置方式, 经综合考虑, 2#煤回采工作面可采用的通风方式有U型、U+L型、Y型。

3.1 沿空留巷技术

无煤柱开采是合理开发煤炭资源, 有效治理工作面上隅角瓦斯超限, 提高煤炭回收率, 改善巷道维护, 减少巷道掘进量, 有利于矿井安全生产和改善矿井技术经济效益的一项先进的地下开采技术。

优点:

1) 2#煤实施柔模泵注混凝土留巷, 留巷后可实现保护层无煤柱开采, 可更加彻底释放3#煤瓦斯;

2) 2#煤实施柔模泵注混凝土留巷后可使下覆3#煤布置工作面时, 巷道位置、工作面切眼长度等参数的局限性减小;

3) 沿空留巷工作面实现‘Y’型通风, 是治理工作面瓦斯超限的最有效手段。据研究, 在正确进行通风管理的情况下, 无煤柱开采工作面回风流中的瓦斯含量与留煤柱时工作面相比可以减少30%~50%, 有利于矿井安全生产;

4) 有利于降低巷道掘进率;

5) 有利于合理开发煤炭资源, 提高煤炭回采率。

沿空留巷的基本方式是将当上区段工作面采过后, 将上工作面的运输机巷或回风巷用专门的支护材料进行维护, 保留下来的巷道做为下区段工作面的运输机巷或回风巷, 这样一条巷道可以得到两次利用。

3.2 工作面通风方式的选择及优化

根据各种通风方式的优缺点及适用条件, 结合本矿在以往开采2#煤层过程中的实际情况, 该工作面采用沿空留巷“Y”型通风瓦斯治理技术。回采期间, 工作面、回风、上隅角等地点均未出现瓦斯超限现象;二是实现了2#煤层的无煤柱开采, 很好的起到了开采保护层的作用。

3.3 沿空留巷“Y”型通风的优缺点

优点:两个顺槽都是新鲜风流, 安设在两顺的机电设备都在新鲜风流中, 安全可靠;瓦斯和有害气体都在工作面后部, 无人、无设备, 便于管理;两个顺槽风量小、风速低, 煤尘不易飞扬, 作业环境好;采空区、高浓瓦斯改变流向, 卸压、采空区瓦斯抽放效果好;解决了“U”型、“U+L”型、通风系统解决不了的瓦斯和通风管理问题。

缺点:系统的回风巷在采空区, 支护强度不足时, 巷道维修量大;系统工程量大, 费用较高。

4 效果检验

3212综采工作面采用“Y”型通风方式后, 通风阻力减小;通过调整通风设施, 回采工作面的的风量、风速趋于合理, 使工作面有效风量增大, 瓦斯浓度降低。另外, “Y”型通风方式采用后, 3212的皮带运煤顺槽、轨道运料顺槽均处于新鲜风流中, 有利于在轨道顺槽中布置机电设备, 可以均衡两个进风顺槽的机电设备布置, 更为重要的是很好的解决了工作面、上隅角、回风瓦斯超限的难题。

5 瓦斯抽采效果及分析

1) 抽放方法:底板卸压抽放;采空区埋管抽放。

(1) 底板卸压抽放:回顺卸压抽放钻孔距3212工作面切眼18m的位置开始布孔。开孔位置在回风顺槽正邦底板;钻孔垂直巷帮以俯角:40°施工;平均孔深25.6m左右。钻孔间距为6m, 终孔位置为3#煤底板0.5m处;

(2) 采空区埋管抽放:每隔10m在柔模墙上将增设一预留口, 用于采空区瓦斯抽放。泵注混凝土前将使用DN150钢管嵌入柔模预留孔内埋入柔模体中, 法兰盘距柔模墙体200mm。泵注完毕后即可及时将埋设抽放管与巷内分子瓦斯抽放管路连接。

2) 瓦斯抽采效果分析

3212工作面月平均回采长度82m, 产量1.07w吨, 瓦斯抽放量为39.5万m3, 吨煤钻孔率0.10m/t, 回采期间瓦斯绝对涌出量为15.6m3/min, 其中风排瓦斯量7.03m3/min, 抽排瓦斯量9.1m3/min, 根据d抽放率=Q抽排/ (Q风排+Q抽排) 计算, 抽放率56.4%。

(1) 卸压抽放

回顺卸压抽放钻孔孔口负压18 kpa～20kpa, 单孔流量

1.07m3/min～0.23m3/min, 抽放浓度20%～86%, 平均46%。抽放浓度较理想

(2) 采空区抽放

抽放浓度基本保持在3%～5%之间, 平均4.5%。

工作面不受瓦斯影响, 推采进度平稳, 采空区瓦斯抽放浓度相对较平稳。

综上所述, 采用Y型通风方式结合综合抽放方法后, 3212工作面在回采过程中, 工作面无瓦斯超限事故。上隅角瓦斯浓度始终保持在0.3%～0.6%之间, 回风流瓦斯浓度保持在0.43%以下, 改善和提高了2#煤的开采安全程度, 为实现工作面安全生产创造了条件。

参考文献

[1]张铁岗, 等.矿井瓦斯综合治理技术[M].煤炭工业出版社, 2001 (1) .

[2]李孝勇.矿井瓦斯治理工程关键技术指导手册[M].煤炭工业出版社, 2010 (1) .

通风治理 篇7

关键词：通风,煤矿开采,极复杂条件,瓦斯治理技术

1 案例分析

为了更为直观地反映出极复杂条件下通风瓦斯治理技术的实际应用效果,该文将以某一案例为主,对其加以详细说明。

该工程位于安微省西南交界处,采面的分布情况为:600m水平南一采区,其具有6000m的深部空采区以及F1浅部断层,标高范围在400m～720m的范围之内,走向约为500m,煤层厚度大概在2m～2.5m的范围之内,经勘测,该采区的瓦斯资源储存量高达30万吨。另外,由于本工程F1断层的分布情况比较复杂,且各断层面之间也存在着比较大的误差,所以,我们综合本工程的实际情况,将其判定为“极复杂条件工程”,具体表现在四个方面,即:①地层结构较为复杂;②存在着较大的倾角,其范围在24度至40度的范围之内,且在最大的倾角层,还伴有较为复杂的回采现象出现;③断层多且杂,许多工作面上还存在着长度较大的断层,其长度最大为5m;④煤层倾角偏大,多为30度左右,分布不均匀。

2 本工程通风瓦斯治理方案分析

2.1 方案概要

把“运输巷”作为通风口,进行上行通风,此时,由于工作面会在风力的作用之下,逐渐发生逆转,所以,当其转变到某一位置的时候,就会变成下行通风的方式。其次,将“上隅角抽放”、“本煤层抽放”与“埋管抽放”这三种方式有机集成起来,让它们共同对瓦斯进行抽放作业。另外,当工作面的位置发生逆转之后,还需将“上下隅角埋管抽放”与“下隅角抽放”集成起来,对瓦斯进行抽放作业。

2.2 方案优势

从该工程的角度上来看,采用该方案是具有比较多的优势的,比如:

(1)通风方法更具有可行性,能够完完全全的贴合本工程的实际情况。

(2)对瓦斯进行抽放时,可达到较高的抽放效率。

(3)从瓦斯治理的最终结果来看,其治理的效果是非常好的。

可即使如此,该方案也并不是十全十美的,它在保障通风及瓦斯治理效果的同时,也存在着几个较为显著的缺点,如下。

(1)借助“运输巷”进行通风处理时,会出现下行通风逆向问题,即:风向和瓦斯的流向是相悖的。

(2)在瓦斯抽放的整个过程当中,会引发“大面积的瓦斯分层流动”问题。

(3)选取的部分瓦斯抽放方式,比如:本煤层抽放等,具有一定的局限性,且其也不具备较高的抽放效果。

总之,该方案的提出是兼具利端和弊端的。但是,由于该方案的通风情况较为贴合该工程的实际情况,所以,我们还是将其确定成为了该工程的通风瓦斯治理方案。

3 方案的实际应用

3.1 通风方面

在执行该方案的前一阶段,需要对通风的方式进行合理的选择,然后再依照工程的实际情况,并以增大通风量为主要目的,合理确定一种最适的通风方式。其通风的方向为:“运输巷”实现进风,“材料巷”实现回风。值得提出来的是,在对“材料巷”的标高进行设置的时候,应当让其比“运输巷”稍大一些,以实现上行通风的效果,如此一来,也就更利于技术人员的通防管理工作。当推进到过断层时,工作面会逐渐逆转,此时,“运输巷”的标高会超过“材料巷”,从而让通风方式转变成为下行通风。此后,工作面的倾角会渐渐降低,且下行通风的力度也会渐渐转小,当推进到结束面,且下行通风完全消失之时,可通过调整通风量的方式,来达到增强通风效果的目的。这样一来,也就可以直接性的提高“风排瓦斯”的效率,从而有效缓解了“回风流瓦斯”问题的严重程度。

3.2 瓦斯抽放方面

在“回风巷”增设一个型号为“8PVC”的抽放管路,同时在瓦斯井下增设6台型号均为“2BE1-355”的瓦斯抽放仪,并将它们各自的参数均设置成为:100m3/min,而地面上增设的瓦斯抽放仪台数为2台,型号均为“2BEY-67”,安装完成之后,还需将其与抽放管路合理的连接起来,使其能够与该工程中的每一个瓦斯抽放点进行合理的连通。

抽放钻在“回风巷”底部进行作业,长度约为7m,倾角为30度,抽放孔设置在上隅角的断裂缝中,孔的最终位置设置高出煤层顶板17m的地方。因整个过程中会使用到埋管,所以,我们将埋管的长度设置为了27m。

4 结语

总之,该文通过对某一案例的极复杂条件进行了简单的分析,并依据分析得出的结果,制定出了相应的通风瓦斯治理方案。且从该方案的实际应用效果来看,它不仅增强了该工程对瓦斯进行治理的效果,还在很大程度上提高了该工程作业时的安全性与可靠性,从而为该工程的通防安全提供了强大的技术支持。

参考文献

[1]杨杰,杨善冲.极复杂条件下行通风瓦斯治理技术研究[J].产业与科技论坛,2012(24):53-54.

[2]王锋,原德胜,郭魏虎,等.高瓦斯易燃综放面回撤期瓦斯治理和防灭火技术[J].煤炭科学技术,2014(3):57-60,65.

[3]杜守利,陈万伎.浅析瓦斯赋存复杂条件下治理方法[J].中国新技术新产品,2008(1 3):101-102.

通风治理 篇8

煤矿中的有毒气体很多,因此井下采煤作业中通风工作十分重要。在煤矿事故中,瓦斯是导致煤矿事故频发的一个重要原因。随着广大煤矿科技工作者的研究,对U型通风工作面上隅角瓦斯聚集而导致瓦斯气体含量超过正常值的现象进行了技术性地控制。在U型通风面上控制瓦斯气体含量的有效措施便是加大通风口风量,加强通风口处的空气流通速度[1]。

1 U型通风工作面上隅角瓦斯气体超量原因

1.1 风流汇合于U型通风面上隅角中

U型通风面的进风巷和回风巷的工作原理都是通过外部和内部的压力差,形成流压差。在进入U型工作面后,风流分为两部分,形成U型环路。一部分风直接穿过工作面,带走工作面的瓦斯气体等有害气体。另一部分的风流由采空区空穿过,并在采空区中回旋,带走采空区的瓦斯等有害气体。由于U型通风面的环形特点,在工作面中的气流会进入采空区,并和采空区气流一道运动,并最终进入工作面,在工作面的上隅角中汇合。当U型通风面的通风效果减弱后,气体流动作用减低,就会使工作面上隅角由于瓦斯气体的堆积,导致气体含量严重超标,瓦斯密度大于空气密度,导致工作面的上隅角中的瓦斯高于其它地区,最终导致工作面上隅角瓦斯超量涌出现象。

1.2 工作面上的风流速度过低导致瓦斯气体堆积

工作面是井下采煤作业的重要场所,也是U型通风口中的主要进、出风口处。在此处的风压和风流的大小,都直接关系着工作面的风流的大小。经过长期观察实践发现,工作面上隅角处,越靠近工作面和采空区的区域,风流速度越小,带出的瓦斯气体就越少,在此处的风流并非呈现直线运动,而是以漩涡状的状态存在。这种漩涡状的旋转气流导致瓦斯气体在此处堆积,而不随着风流排除U型通风口。由于工作面上的风流速度过低,导致中间区域的瓦斯气体可以顺利排出,而在U型通风口上隅角处的瓦斯气体,在过低的风流之下,形成了回旋涡流,每当靠近主风流时,就被弹回,无法顺利汇入主风流中。在不断聚集中,在导致主风流风速降低的同时,逐渐减低了汇入主风流中的瓦斯气体含量,致使在工作面的上隅区域形成回旋气流,在气流中,瓦斯气体逐渐堆积、沉积,加之采空区的气体泄漏到上隅区域,最终导致工作面上隅区域瓦斯气体超过限定值的现象发生[2]。

1.3 采空区地形特点导致的通风口上隅区域瓦斯气体堆积

采空区内一般存有遗留的煤炭,在采空区的岩石壁上有含有瓦斯气体的岩石,并且在采空区域内存在很多缝隙,瓦斯气体通过这些缝隙泄漏到其它区域和工作面中。采空区中存在的很多缝隙,加之缝隙之间间距较大、空间较大,在和工作面相平行和接近的区域,存在漏洞地区的煤炭岩石品质差和瓦斯气体含量高,导致瓦斯气体在运动过程中,往往会带走采空区内的瓦斯气体,具体表现为采空区内煤炭岩石会出现解析、吸收、扩散的现象,并且瓦斯气体充斥缝隙之中,破坏U型通风口区域内的正常通风,致使工作面内的主风流发生紊乱,降低主风流的流速,导致中空漩涡的出现。在一部分气流由采空区进入工作面的主风流时,发生泄漏,形成漏风流。在漏风流中,又会有一部分漏风流存在于采空区和工作面的上隅地区,在这一地区由于风速较低,无法汇入主风流,引发回风现象,将进入主风流的风流引乱,并引发回风巷内的风流紊乱,导致工作面上隅地区的瓦斯浓度猛然增大,充斥着瓦斯气体。导致工作面上隅地区存在着瓦斯气体的另一个原因是采空区内缝隙过多、过大,而使工作面和采空区之间发生了压力差,导致工作面内的风流压力差大于采空区的压力差,致使采空区内的气流无法汇入主风流。

若采空区内的气压差大于工作面的气压差,此时采空区和工作面所构成的U型工作面的气流流速正常,通风口工作状况良好,瓦斯气体含量最低,在工作面的上隅地区不存在瓦斯气体堆积现象。如果工作面的气压差大于采空区的气压差,采空区内的气流无法顺利流入通风系统中,此时工作面上隅地区瓦斯气体含量较高,出现堆积现象,不利于井下采煤作业[3]。

2 通风工作面上隅进行瓦斯抽采的必要性

通风面上隅地区是最容易发生瓦斯堆积的地方,根据煤矿施工规定,当工作面上隅地区瓦斯涌出量超过5%时就应该采取措施,以降低工作面内的瓦斯气体含量。但是在实际工作中,由于工作面的上隅地区往往容易发生气流回旋,致使风流无法带出瓦斯气体,因此为了井下采煤作业的安全施工,有必要采取技术性的措施进行补救。在工作面的上隅地区进行瓦斯抽采作业时,需要使用多种技术手段,但是也要根据工作面上隅地区采煤面的实际情况进行抽采。衡量工作面和采空区的指标有煤层透气性和瓦斯钻孔的流通速度,为了保证安全采煤作业,透气性指数应在0.5以内,若大于0.5应该采取措施,应根据煤层品质、地质条件和瓦斯气体含量、煤矿矿井内巷道及通风口处的风流速度和进出口处的风量,进行具体开采。在开采方法上应采取综合开采的方式,把工作面上隅地区的瓦斯浓度降低到正常水准。

3 常用的通风工作面上隅角瓦斯治理技术

3.1 后退式预埋管抽取瓦斯气体法

针对采空区缝隙过大导致瓦斯气体泄漏,工作面和采空区存在气压差这种情况,可以使用后退式预埋管抽取的方法。具体操作方法是在工作面的上隅角中埋入通气管,根据煤矿工作面上隅角的实际情况进行布置。通常情况是第一根通气管应埋入距离上隅角5 m左右的位置,然后根据实际情况,应每隔10 m~15 m左右分置通气管,以达到最佳的抽采效果,若为了加强抽取效果,可每隔5 m就分别布置一个通气管。但是预埋管也要做好安全措施,避免岩石塌落砸坏通气管,通气管应采取竖放的方式,管道长度为1.5 m左右,通气管底座应和工作面的主风流渠道相联系,以加强采空区的空气排出速度和风流速度。使用后退式预埋管抽取方法,可以加强通风不顺畅的通风工作面的瓦斯排放速度,增强采空区和工作面的通风效果,加强上隅角瓦斯气体的随风流抽走量,减轻工作面上隅角的瓦斯含量和压力。

3.2 均衡采空区和工作面的气压法

均衡采空区和工作面的气压法是针对采空区和工作面压力不同所采取的方法,所能达到的效果是使工作面上隅角所处区域压力均衡,不形成回旋气流。解决压力差的方法可以采取中空钻孔,即在采空区和工作面之间凿通气孔,使两者之间的气流压力差均衡,实现U型工作面内压力差值为0的效果。当凿通气孔的方法没有效果时,就需要采取其它方式,可以在通气孔中架设抽风设备,直接向采空区压入风流,增强采空区内的空气流通,直接为工作面的上隅角所在位置供入风量,促使上隅角位置的风流流通,避免回旋气流的出现和形成,加速瓦斯气体抽离。针对上隅角所处的地质结构,要在架设通风设备时注重保护支护设施。在风速和气流上,压入的气流速度应不小于250 cm/min,通风设备距离上隅角位置的角度应小于60°,距离不应小于5 m,以使通风设备的效果发挥到最大。

3.3 封堵工作面的上隅角

封堵工作面上隅角的方式是针对工作面上隅角位置出现漏风流现象所采取的技术措施。因为造成工作面上隅角瓦斯涌入量过高的重要原因是采空区风量过大,采空区缝隙空间结构较多导致的瓦斯超标现象。因此可以针对采空区和工作面上隅角之间的地质结构,针对漏风流出现的地区进行封堵,减少漏风量,加强采空区和工作面直接的空气流通速度。在封堵材料上,要选择具有不可燃性材料,在采空区和工作面之间的缝隙结构中,直接封堵,组建封堵墙。必要时还可以设置挡风帘,这是一种比较传统的工作方法。在靠近工作面上隅区的位置架设挡风屏障,阻挡风流的运动,并调整挡风帘的角度,引导气流的流动方向,从而引导瓦斯气流排出上隅角。但是这种方式对于井下采煤作业有一定影响,因此需要合理调整采煤机和挡风帘的位置,使采煤机不受挡风帘的影响,也使挡风帘不因采煤机的作业而失去挡风的作用,这就要设置两道挡风帘,以此加强工作面上隅角位置的风流的稳定性。

4 结语

排出工作面上隅角瓦斯的可用的技术手段较多,但都是以排风、加速气流运动、减轻气压差为主的方法。当上隅角位置的瓦斯气体过量时,还可以使用直接排放的方法,即使用抽风设备,直接将瓦斯气体通过管道抽离出去,减轻上隅角位置的瓦斯涌入量。做好U型通风工作面上隅角位置的瓦斯抽离工作十分重要,关系着煤矿的安全生产与井下工作人员的生命安全,因此一定要采取有效的技术措施。

参考文献

[1]高艳.关于采煤工作面U+L型通风方式的探索与实践[J].科技情报开发与经济,2009,19(1):25-26.

[2]马灵军.瓦斯抽采钻孔化学注浆封孔技术的应用[J].煤矿安全,2011,42(7):10-12.