工作面上隅角瓦斯综合治理技术的研究及应用
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工作面上隅角瓦斯治理措施1. 前言在矿山生产中,瓦斯是一种常见的有害气体。
在工作面上,瓦斯的聚集使得工人面对著严重的安全隐患。
特别是在隅角处,瓦斯集中或滞留,形成了治理上的瓶颈。
因此,防止隅角瓦斯集聚,降低瓦斯浓度,是矿井生产安全的重要工作之一。
本文主要围绕工作面上隅角瓦斯治理措施进行探讨。
2. 隅角瓦斯形成的原因隅角瓦斯的形成与矿井地质、热力学和动力学条件有关。
以煤矿为例,煤层中的甲烷和其它烃类气体在运动、吸附和渗流等过程中,遇到局部地质构造复杂、孔隙度大、渗透系数低的煤体,便会在该处停滞聚集,形成瓦斯隅角。
另外,随着采煤工作面推进,煤层中的瓦斯会随着采煤进度向工作面上方集聚,最终形成隅角瓦斯。
3. 隅角瓦斯危害随着工作面的不断推进,隅角瓦斯往往是工作面最先出现的瓦斯危险区域之一。
隅角瓦斯的瓦斯浓度一般较高,易引起瓦斯爆炸事故。
同时,隅角瓦斯还可能导致矿井通风不畅,聚集的煤尘易形成粉尘爆炸,从而加剧矿井安全风险。
4. 隅角瓦斯治理措施4.1 通风管网优化通风是解决煤矿隅角瓦斯问题的关键。
矿井通风管网的布局应满足如下几个要素:保证瓦斯气体顺畅排出;保证新鲜空气充分进入,满足矿井内空气质量要求;保证通风系统的经济运行。
对于进入采空区的瓦斯,可采用低湍流风机引导进出通风井口,从而将通风管网的优化程度提高。
4.2 喷射降温法通过将喷射降温装置安装在隅角的上方,利用喷水侵湿的方式来实现降温、降湿的效果,降低瓦斯浓度。
采用喷射降温法可以减轻现有通风系统的运行负担,同时达到瓦斯治理降温目的。
4.3 喷雾装置喷雾装置也是一种常用的瓦斯治理手段。
通过喷洒一定的喷雾液,来形成液膜,扩大液相和固相的接触面,从而实现瓦斯治理的效果。
喷雾装置使用方便,适用范围广,能够在一定程度上完成对隅角瓦斯的处理。
4.4 瓦斯分流法瓦斯分流方法是将隅角的瓦斯通过分流管道分流到其他通风井中,实现瓦斯均衡分布,从而实现隅角瓦斯治理。
瓦斯分流法可以增加采煤工作面的通风能力,同时有效地控制隅角的瓦斯浓度。
工作面回采期间上隅角瓦斯治理特别规定是指在煤矿工作面回采过程中,针对上隅角瓦斯问题制定的特殊规定和措施。
上隅角瓦斯是指煤矿回采工作面上盘顶板与顶板交界面上积聚的瓦斯。
由于顶板与上盘交界面通常是一种破碎、松散和裂隙较多的地质构造,导致瓦斯聚集和积阻的可能性较大。
为有效治理上隅角瓦斯,保障矿工的安全,需要制定特别规定和采取相应措施,常见的特别规定包括:1.制定上隅角瓦斯治理方案:根据工作面的具体情况,制定合理的上隅角瓦斯治理方案,包括采取何种措施进行治理、治理的时间节点和具体操作步骤等。
2.加强瓦斯抽采:增加瓦斯抽采量,保持瓦斯抽采设备的正常运行,确保及时、有效地将瓦斯排出工作面。
3.加强通风管理:优化工作面通风系统,加大通风力度,保证瓦斯能够迅速被排出矿井。
4.加强瓦斯监测:加强对工作面上隅角瓦斯的监测,及时发现瓦斯积聚的情况,及时采取措施进行处理。
5.限制火源:禁止在上隅角瓦斯积聚区域使用明火,严格控制火源,防止产生火灾和爆炸。
6.加强培训和管理:对矿工进行上隅角瓦斯治理相关知识的培训,加强对矿工的安全管理,确保员工合理操作,遵守特别规定。
上述是一些常见的工作面回采期间上隅角瓦斯治理特别规定,具体的规定和措施应根据具体矿井的情况进行制定,以确保煤矿工作的安全进行。
工作面回采期间上隅角瓦斯治理特别规定(二)在工作面回采期间,上隅角瓦斯治理需要遵守以下特别规定:1. 瓦斯治理设备:必须使用经过合格检测的瓦斯治理设备,包括瓦斯抽采装置、瓦斯抽采管道、瓦斯抽采风机等。
设备必须具备防爆、防静电等安全功能。
2. 瓦斯抽采:需要在上隅角区域设置瓦斯抽采点,并定期抽采瓦斯,保持矿井瓦斯浓度在安全范围内。
抽采点的位置和数量应根据实际瓦斯分布情况进行合理设置。
3. 瓦斯抽采管道:瓦斯抽采管道应具备足够的承压能力,确保瓦斯能够顺利抽采排出。
管道需经常检查和维护,确保无漏气现象。
4. 瓦斯抽采风机:瓦斯抽采风机应具备高效、低噪音的特点,能够有效抽采瓦斯。
综采工作面上隅角瓦斯积聚的处理方案巷道深邃,灯火通明,综采工作面机器轰鸣,一线工人辛勤劳作。
然而,在这繁忙的背后,上隅角瓦斯积聚问题始终如同一颗定时炸弹,让人无法忽视。
作为一名有着十年方案写作经验的大师,我将结合实际情况,为大家详细阐述一套切实可行的处理方案。
一、问题分析1.上隅角瓦斯积聚原因(1)通风不畅:巷道风流受到阻碍,导致瓦斯无法及时排出。
(2)瓦斯涌出量大:煤层瓦斯含量高,开采过程中瓦斯涌出量大。
(3)工作面推进速度快:工作面推进速度快,瓦斯无法及时排出。
2.上隅角瓦斯积聚的危害(1)影响安全生产:瓦斯积聚可能导致瓦斯爆炸,严重威胁矿工生命安全。
(2)降低生产效率:瓦斯积聚使得工作面无法正常推进,降低生产效率。
(3)增加治理成本:瓦斯积聚需要采取一系列治理措施,增加生产成本。
二、解决方案1.改善通风条件(1)优化巷道布置:合理调整巷道布置,降低通风阻力。
(2)提高风机性能:选用高效风机,提高通风能力。
(3)加强巷道维护:定期清理巷道,保持通风畅通。
2.控制瓦斯涌出量(1)采取预抽瓦斯措施:在开采前,对煤层进行预抽瓦斯,降低煤层瓦斯含量。
(2)提高瓦斯抽采效率:选用高效瓦斯抽采设备,提高瓦斯抽采效率。
(3)加强瓦斯监测:实时监测瓦斯浓度,及时发现异常情况。
3.优化工作面推进速度(1)制定合理推进计划:根据瓦斯涌出量、通风条件等因素,制定合理的工作面推进计划。
(2)加强工作面管理:确保工作面推进过程中,各项参数符合要求。
(3)提高工作面设备性能:选用高性能设备,提高工作面推进速度。
4.增设瓦斯抽采设施(1)安装瓦斯抽采管道:在综采工作面上隅角附近安装瓦斯抽采管道,直接抽采瓦斯。
(2)增设瓦斯抽采泵站:在矿井内部增设瓦斯抽采泵站,提高瓦斯抽采能力。
(3)优化瓦斯抽采工艺:采用先进的瓦斯抽采工艺,提高瓦斯抽采效果。
三、实施与监测1.制定实施方案:根据实际情况,制定详细的实施方案,明确责任人和完成时间。
㊀㊀收稿日期:2019-06-03㊀㊀作者简介:沈强(1987-)ꎬ男ꎬ云南曲靖市人ꎬ2009年毕业于河南理工大学安全工程专业ꎬ本科学历ꎬ工程师ꎬ水城矿业股份有限公司大湾煤矿通风副总工程师ꎮ瓦斯尾巷治理上隅角瓦斯技术应用研究沈强(水城矿业股份有限公司大湾煤矿ꎬ贵州六盘水553012)㊀㊀摘㊀要:针对大湾矿111106回采工作面上隅角瓦斯集聚问题ꎬ在对工作面地质赋存条件以及瓦斯治理现状进行分析的基础上ꎬ采用布置外侧瓦斯尾巷方式ꎬ将通风方式由U型变成U+L型ꎬ有效对上隅角瓦斯进行治理ꎬ取得了显著的应用效果ꎮ关键词:矿井瓦斯ꎻ上隅角ꎻ瓦斯尾巷ꎻ瓦斯治理中图分类号:F406.3ꎻTD712㊀㊀文献标志码:B㊀㊀文章编号:1008-0155(2019)11-0107-021概述大湾煤矿为水矿集团主力生产矿井ꎬ属于突出矿井ꎬ从建井至今已发生过十余起瓦斯突出事故ꎮ主要可采煤层有2号㊁7号㊁9号㊁11号㊁12号ꎬ煤层总厚度9.8m~13.6mꎬ主采2号㊁11号煤层ꎬ煤层赋存倾角约11ʎꎮ111106回采工作面位于大湾东井ꎬ西侧为已回采的111104工作面采空区ꎬ东侧为划定的111108工作面(未采)ꎬ东部为实体煤ꎬ西部为运输巷道ꎮ回采工作面上部为110206㊁110208工作面采空区ꎬ11号与2号之间法距约60mꎬ111106处于2号煤层保护区范围内ꎮ回采工作面设计开采高度3mꎬ设计走向长度170mꎬ倾向长度580mꎬ采用俯斜长臂开采工艺ꎬ月产量约45ktꎮ111106工作面开采的11号煤层直接顶为泥岩ꎬ老顶为细砂岩且中部夹杂有厚度较薄的菱铁矿层ꎬ直接底为浅灰色泥岩ꎬ老底为粉砂岩ꎮ根据邻近的111104回采工作面开采期间的瓦斯涌出情况ꎬ其中约70%瓦斯来自邻近层瓦斯涌出ꎬ因此ꎬ将采面瓦斯治理重点放在防止采空区瓦斯涌出方面ꎮ2工作面瓦斯治理现状111106回采工作面已开采360mꎬ剩余220mꎬ采面采用U型通风方式ꎬ下巷为进风巷ꎬ上巷为回风巷ꎬ工作面正常生产期间通风量1800m3/minꎬ回风巷瓦斯浓度一般在0.3%~0.5%之间ꎮ工作面推进进行循环验证时ꎬ未发现指标超限情况ꎮ采面的瓦斯治理主要采用上隅角埋管㊁高位瓦斯抽采钻孔㊁本煤层瓦斯抽采钻孔等方式ꎮ采用上述瓦斯治理措施后ꎬ采面生产期间瓦斯浓度一般在0.32%ꎬ上隅角位置局部瓦斯浓度最大值0.76%ꎬ回风巷最大瓦斯浓度0.48%ꎮ对上隅角埋管抽采进行封堵采用煤袋墙+黄泥ꎬ埋深3根管径200mm抽采管ꎬ正常抽采期间ꎬ瓦斯浓度0.75%ꎬ流量最大可达60m3/minꎮ根据111106回采工作面瓦斯治理现状ꎬ决定采用外侧留布置瓦斯尾巷方式进行ꎬ对上隅角瓦斯进行治理ꎮ3瓦斯尾巷治理上隅角瓦斯技术分析采用留设瓦斯尾巷对上隅角瓦斯进行治理ꎬ需要综合分析工作面瓦斯涌出情况㊁通风情况以及采空区遗煤自燃情况ꎮ3.1工作面瓦斯涌出在采用工作面外侧留设瓦斯尾巷时ꎬ回风巷上隅角瓦斯流动方式出现改变ꎬ上隅角风流由涡流形式变为湍流[1]ꎮ需要取消原布置的上隅角埋管ꎬ避免对瓦斯流动造成影响ꎮ根据111106回采工作面瓦斯涌出及瓦斯浓度ꎬ采用上隅角埋管抽采时风排瓦斯量8m3/minꎬ取消上隅角埋管抽采后ꎬ风排瓦斯量增加到8.46m3/minꎬ此时应适当增加高位瓦斯抽采钻孔数量ꎬ强化对邻近层瓦斯的抽采ꎮ3.2工作面风量调节111106回采工作面瓦斯尾巷施工完成后ꎬ为确保采面U+L型通风平稳ꎬ需对采面风量进行调节ꎬ并在上隅角位置增设风窗ꎬ对通风阻力及风量进行调节ꎬ以提高瓦斯尾巷的风量利用率ꎮ大湾矿常掘进的巷道断面一般在12mꎬ根据«煤矿安全规程»中关于瓦斯尾巷的规定ꎬ风速不得大于0.5m/sꎬ瓦斯浓度不得大于2.5%ꎬ因此可以计算出瓦斯尾巷供风量至少应是360m3/minꎬ参考其他矿井瓦斯尾巷瓦斯排放效果(一般情况下ꎬ瓦斯尾巷排放瓦斯量占采面瓦斯涌出量的56%左右[2])ꎬ瓦斯尾巷排放瓦斯量为8.46m3/minˑ56%=4.74m3/minꎬ瓦斯尾巷内瓦斯浓度为4.74/360=1.32%ꎬ<2.5%ꎮ当采面供风量仍是1800m3/minꎬ回风巷内的瓦斯浓度为0.26%ꎬ满足矿井安全生产需要ꎮ3.3采空区遗煤防自燃措施采用外侧瓦斯尾巷ꎬ改变了采空区内风流运移规律ꎬ在一定程度上扩大了采空区自燃 三带 范围ꎮ根据111106回采工作面实际情况ꎬ可以通701过适当增加采面推进速度来避免采空区遗煤自燃ꎮ具体措施为:(1)合理确定瓦斯尾巷联络巷间距ꎮ瓦斯维巷联络巷间距对采空区内遗煤自燃有较大影响ꎬ当瓦斯尾巷间距小于采空区自燃带及散热带距离时ꎬ对采区空内遗煤自燃影响不明显ꎻ当瓦斯尾巷距离采面较远且与回风巷距离较小时ꎬ极易在开口位置出现自燃ꎮ根据大湾矿开采的11号煤层自然发火情况ꎬ将瓦斯尾巷联络巷间距设计为50mꎮ(2)强化管理ꎮ在瓦斯尾巷内及其他容易出现自燃区域喷洒阻化剂ꎬ回采时尽量减少遗煤产生量ꎮ工作面停采期间ꎬ应及时关闭瓦斯尾巷ꎬ同时加强对瓦斯尾巷㊁高位瓦斯抽采钻孔及回风巷㊁采空区内的CO检测工作ꎮ(3)推进速度ꎮ在采取上述措施基础之上ꎬ适当增加采面推进速度ꎬ以便加快采空区内自燃 三带 更替速度ꎬ避免出现遗煤自燃ꎮ3.4瓦斯尾巷设计通过分析大湾矿瓦斯尾巷断面㊁联络巷间距㊁风量等ꎬ根据111106采面开采现状ꎬ工作面回风巷及瓦斯尾巷参数如表1所示ꎮ瓦斯尾巷布置如图1所示ꎮ表1㊀回风巷及瓦斯尾巷参数图1㊀瓦斯尾巷布置示意图4应用效果分析通过在111106回采工作面采用瓦斯尾巷ꎬ杜绝了上隅角瓦斯聚集情况ꎬ有效降低了回采工作面回风巷瓦斯浓度ꎬ正常生产期间回风巷瓦斯浓度维持在0.2%ꎬ较之前的0.32%降低37.5%ꎻ在上隅角位置布置的调节风窗可以根据生产需要对瓦斯尾巷风量及瓦斯浓度进行调节ꎬ控制采空区向采面的瓦斯涌出ꎮ参考文献:[1]韩锐明.工作面上隅角瓦斯治理技术研究与应用[J].当代化工研究ꎬ2019ꎬ(3):82-83.[2]雷丹江ꎬ等.采煤工作面上隅角瓦斯积聚治理措施探究[J].陕西煤炭ꎬ2018ꎬ37(5):113-114ꎬ157.(责任编辑:张春玲)(上接第63页)在销售货物时ꎬ要考虑购买者的信用ꎬ降低应收账款的坏账准备ꎬ对于按期还款的客户ꎬ可按规定享受现金折扣ꎬ促使客户及时还款ꎬ加强存货的管理ꎬ提高资金的运转速度ꎮ中小企业应建立完善的财务管理制度ꎬ使每个员工的职责更清晰ꎬ减小职责不清楚带来的管理混乱ꎬ企业的所有者应根据时代的变化改变自身的财务管理理念ꎬ促进企业的长远发展ꎮ参考文献:[1]王朝东.中小企业财务管理问题探析[J].财会通讯ꎬ2016ꎬ(10):124-125.[2]马琳.中小企业财务管理能力评价体系研究[J].中国注册会计师ꎬ2015ꎬ(1):105-108.(责任编辑:张春玲)801。
煤矿高瓦斯回采面上隅角瓦斯的综合治理技术摘要:本文介绍了上隅角瓦斯的分布与涌出主要特点、顶板初次与周期来压时瓦斯涌出机理和规律,以及分析提出了上隅角采空区的瓦斯治理技术措施等具体内容。
关键词:煤矿开采;上隅角和采空区;瓦斯聚集;治理技术引言:煤矿生产过程中的最大安全隐患就是瓦斯事故,是煤矿安全事故居高不下的主要问题。
特别是高瓦斯矿井,其瓦斯涌出量更大。
随着开采深度的不断增加,而瓦斯涌出量也随之加大。
煤炭产量的增加,这使得采空区面积加大,从而为瓦斯提供了一个良好的聚集地。
因此,在采空区工作面上瓦斯超限的问题也就多出现了,其中就以采空区上隅角区域最为突出。
为实现对采空区和上隅角的超限瓦斯治理,这就成了重点。
上隅角瓦斯积聚也给煤矿安全生产带来了严重的威胁,及时处理局部积存的瓦斯也是瓦斯管理的重要内容。
而研究上隅角瓦斯积聚机理,揭示关键因素加以预防控制,则是解决瓦斯积聚的有效方法。
就其上隅角瓦斯的分布来讲,它是一个复杂空间内的时变系统,积聚规律很多因素影响与制约。
对其难以定量,在积聚因素控制与评价处理上也具有随意性,不能客观和准确评价效果。
对积聚影响因素,往往都是通过大型模糊系统来解析描述及确定。
模糊综合评价方法虽然应用于安全生产的各项评价工作中,但也是一种间接方法。
信息遗失较多,评价结果简单,易出现较大误差。
1.上隅角瓦斯的分布与涌出主要特点1.1主要分布特点。
煤矿采空区和上隅角中之所以瓦斯聚集,这与瓦斯在空气中的扩散与上浮的运动规律有关,通风效果不好也是一个方面。
采空区可分紊流区、层流区和静止区,该层面划分是根据内部风流在采空区内运动状态的不同为依据。
分布顺序是则根据采矿面到采空区深部依次排开的,亦“紊流区-层流区-静止区”。
若自上而下划分,那么最上层就为静止区,中间层为层流区,底层则为紊流区。
每个区域的大小和形状都不固定,这是根据采空区的工作面长度、开采高度、通风能力和顶板岩石性质等决定的。
按层面的分布,采空区内的瓦斯浓度也是变化的,其紊流区瓦斯浓度最小,静止区最大。
上隅角瓦斯治理技术分析上隅角瓦斯是煤矿井下最为常见的一种瓦斯类型,其主要成分是甲烷和氮气。
由于上隅角瓦斯燃爆危险性较高,因此在煤矿生产中要采取一系列措施来进行有效治理。
上隅角瓦斯治理技术常用方法包括:通风、瓦斯抽采、瓦斯灭火和封闭性采煤等。
以下是几种常见的技术分析:一、通风治理技术通风是煤矿井下最基本的安全措施之一,通风可以将煤矿井下空气中的瓦斯有效抽出,从而减少瓦斯爆炸的危险性。
通风组成部分包括送风机、排风机、风门等。
煤矿采矿时应确保通风系统正常运行,通风量应根据采矿现场实际情况进行调整。
在瓦斯浓度较高的地方,应增强通风进行有效的散瓦斯。
而在瓦斯浓度较低的地方,则应适当减少通风量,以达到节约能源的目的。
二、瓦斯抽采技术瓦斯抽采是目前煤矿井下瓦斯治理的主要方法之一,其作用是通过在井下设置瓦斯抽采站点,将煤层中的瓦斯抽取出来,降低瓦斯浓度,从而避免瓦斯爆炸的发生。
瓦斯抽采站点的设置应根据煤矿井下瓦斯分布情况进行。
一般来说,瓦斯较为密集的地方需要设置更多的瓦斯抽采站点。
同时,瓦斯抽采站点的大小、功率等参数也需进行科学的设计,以确保其有效性。
瓦斯灭火是煤矿井下常用的一种治理手段,其作用是利用灭火装置将井下瓦斯气体降温、吹散甲烷气体,从而达到灭火的目的。
目前,煤矿瓦斯灭火技术主要有水雾灭火、泡沫灭火、惰性气体灭火等多种方式。
瓦斯灭火技术的应用需考虑灭火效果和经济效益的平衡,不仅要确保灭火效果,也应考虑节约能源、减少投入成本等经济因素。
四、封闭性采煤技术封闭性采煤技术是一种相对较新的瓦斯治理手段,其主要原理是在煤矿井下封闭未开采的煤层,以减少煤矿井下的瓦斯排放。
封闭性采煤技术的应用可以有效降低煤矿井下瓦斯浓度,同时也有利于煤矿井下环境的治理和保护。
需要指出的是,封闭性采煤技术和通风、瓦斯抽采、瓦斯灭火等治理手段相比,其操作难度和成本较高,只适用于部分煤矿,需根据井下煤层情况进行具体决策。
总之,上隅角瓦斯治理技术包括通风、瓦斯抽采、瓦斯灭火和封闭性采煤等多种方法。
综采工作面上隅角瓦斯治理技术分析综采工作面上隅角瓦斯运移规律,针对性地采取了本煤层预抽、高位钻场裂隙带抽采、埋管抽采等方法抽采瓦斯;留设尾巷通风、布置低位瓦斯排放巷、均压平衡法等方法风排瓦斯相结合的方式治理上隅角瓦斯,有效地控制了瓦斯预警,杜绝了瓦斯超限。
标签:瓦斯治理上隅角瓦斯预警抽采五阳煤矿是山西潞安环保能源开发股份有限公司所属的一座大型现代化矿井,位于潞安矿区北东部边缘,隶属长治市襄垣县辖区。
井田南北长约13km,东西宽约10 km,面积约为78.3649km2。
所采煤层为二叠系下统山西组中下部的3#煤层。
该区域3#煤层厚度3.75-7.6m,平均厚度6.13m,赋存稳定,属高瓦斯矿井。
7603综采工作面位于该矿井田西南部,76采区南部,处于南丰回风井通风系统末端,工作面平均该工作面运、回两行均沿顶板布置,采回采方式为低位放顶煤;通风方式采用“U+I”一进两回的方式,即运输巷进风,回风巷和岩石瓦斯排放巷回风。
工作面实际配风2100m3/min,已达到通风系统配风上限;正常回采时日产量4000吨,预计平均绝对瓦斯涌出量为20m3/min;正常回采时,因受顶板来压影响,预测上隅角会频繁出现瓦斯预警,将严重制约该工作面正常回采。
如何预防上隅角瓦斯预警,已成为该工作面实现高产高效的关键。
1 上隅角瓦斯运移规律分析1.1 瓦斯扩散方式分析。
在正常通风条件下,综采工作面上隅角的瓦斯在空气中扩散有以下几种形式:①瓦斯分子自由扩散。
②瓦斯对流运移。
③空气无规则紊流脉动引起的瓦斯紊流扩散。
④瓦斯弥撒。
⑤瓦斯的驱替运移。
1.2 低位放顶煤综采工作面瓦斯成分分析。
根据五阳煤矿7603工作面地质报告及回采期间瓦斯涌出量现场实测数据表明,其工作面风流中的瓦斯来源主要由3部分组成,分别是①工作面落煤及暴露面瓦斯涌出;②采空区留煤瓦斯涌出;③顶板裂隙带瓦斯涌出。
这3部分分别占瓦斯总量的25-30%,45-50%,20-25%。
回采工作面上隅角瓦斯治理技术摘要:在煤矿开采过程中,往往会遇到各种难题,本文就工作面回采发生的上隅角瓦斯聚集现象进行了原因分析,并总结出了8种能够有效防治上隅角瓦斯聚集的应对策略,同时本文还介绍了各种策略的优缺点,能有效的确保煤炭回采工作面上隅角瓦斯浓度,保证了煤炭开采工作的正常运行并确保煤矿的安全工作;关键词:回采工作面;上隅角;瓦斯聚集;治理技术一、前言在煤矿开采过程中,瓦斯的浓度防治是工作重点和工作难点,也是煤炭开采中的薄弱环节,瓦斯浓度超限则很容易发生爆炸,导致开采工作很难保持,更有甚者造成人员伤亡。
而回采工作面的瓦斯管理则是矿井安全的重要环节。
煤矿矿井中的瓦斯聚集常常是威胁矿井安全的重要源头,近年来伴随着采矿掘进技术的发展、采矿挖掘的机械程度大大提高、挖掘强度的增大,使得煤矿开采过程中瓦斯溢出量快速增多,瓦斯聚集更是屡屡发生,通过研究表明,瓦斯聚集的位置大部分在采煤的工作面,该部位发生的瓦斯浓度超限次数占总超限次数的8成以上,在采煤工作面上以上隅角处最为显著,这不仅仅限制了采煤工作的正常化生产,同时一旦超限发生爆炸则危及生命健康,严重威胁煤矿矿井的安全,因此就必须认真分析煤矿开采时上隅角瓦斯气体的源头、瓦斯浓度超过限额的主要原因,并有针对性的找寻处有效的解决方法和解决措施,积极研究探索更好的瓦斯治理技术、创新瓦斯管理方法,对煤矿安全生产有十分重要的意义。
二、上隅角瓦斯聚集的主要原理上隅角瓦斯之所以能大量的聚集,对矿井正常生产和采矿工人的生命安全构成威胁,其主要原理有以下几点:2.1采空区瓦斯溢出煤矿开采工作面采空区的瓦斯大量溢出,导致了采空区域聚集大量浓度很高的瓦斯,瓦斯密度相比于空气要低很多(空气分子质量29,瓦斯分子质量16),因此瓦斯气体较轻会向上漂浮,因此采矿面产生的瓦斯气体由于密度关系自然而然会向上隅角漂浮,导致上隅角成为瓦斯气体聚集点,上隅角瓦斯气体浓度急剧升高;2.2通风系统限制目前来说煤矿开采时会采取U型的通风系统,而上隅角则位于采空区的漏风汇,很容易就能造成大量瓦斯气体聚集。
上隅角瓦斯治理技术分析1. 引言1.1 瓦斯治理技术的重要性瓦斯是煤矿开采中产生的有毒有害气体,如果不及时有效地进行治理,将会对矿工的生命安全造成严重威胁,同时也会对环境造成污染。
瓦斯治理技术显得尤为重要。
通过科学有效的瓦斯治理技术,可以降低煤矿事故发生的风险,保障矿工的生命安全。
瓦斯爆炸是煤矿事故中常见的一种灾害,而合理利用瓦斯治理技术可以有效地减少瓦斯爆炸的发生概率,提升矿工的劳动保护水平。
瓦斯治理技术的应用还可以提高煤矿的开采效率和生产效益。
瓦斯不仅是一种有害气体,还是一种能源资源,通过科学的治理和利用技术,可以将瓦斯转化为清洁能源,降低煤矿的能源消耗成本,实现资源的可持续利用。
瓦斯治理技术的重要性在于保障矿工的生命安全、减少煤矿事故发生、提高生产效率和资源利用率等方面都发挥着重要作用。
未来,随着科技的不断进步和研究的深入,瓦斯治理技术将会更加完善和智能化,为煤矿安全生产和可持续发展提供更多可能性。
2. 正文2.1 上角瓦斯的形成机理上角瓦斯是煤矿开采中常见的一种危险气体,其主要成分为一氧化碳和甲烷等有毒有害气体。
上角瓦斯的形成主要与煤层的组成、地质构造、矿井开采方式等因素有关。
煤矿开采过程中,煤层内的瓦斯被矿井开采工作面开采,煤层压力释放,导致瓦斯从煤层中释放并积聚在矿井巷道和工作面中。
煤矿中的矿井火灾也是上角瓦斯形成的重要原因之一。
矿井火灾会使煤层内的煤发生燃烧,释放出大量的瓦斯,增加了煤矿的爆炸风险。
除了开采工作和矿井火灾,地质构造也是导致上角瓦斯形成的重要因素之一。
地质构造不仅影响了煤层中瓦斯的存储和释放,还会影响煤层的压力分布和迁移路径,从而影响了上角瓦斯的形成和分布。
针对上角瓦斯的形成机理,煤矿企业需要加强瓦斯治理技术的研究和应用,以减少上角瓦斯对煤矿生产和工人安全的影响。
2.2 目前常用的瓦斯治理技术目前常用的瓦斯治理技术主要包括排放治理技术、回收利用技术和地下注入技术。
排放治理技术是通过安装瓦斯排放捕集系统将瓦斯收集到地面再进行处理,例如通过燃烧或者气体净化设备将瓦斯处理成安全无害的产物。
采煤工作面上隅角瓦斯治理研究分析了采煤工作面采煤过程中上隅角瓦斯产生的原因,阐述了采空区埋管抽放技术的工作原理。
该技术成功的对采煤过程中上隅角产生的瓦斯进行了有效地治理,保证了采煤工作面的安全、稳定、高效的生产。
标签:采煤工作面上隅角;瓦斯治理;应用1 前言鹤煤集团六矿位于鹤壁市北部,属中原煤化集团。
2010年矿井瓦斯绝对涌出量为6.48m3/min。
21431工作面位于14盘区下山下部的南翼,属-300水平,地面标高为+136.6m~+148.47m,工作面标高为-251m~-328m,开采二1煤层,平均厚度8.0m,工作面走向长度为840m,倾斜长度190m,煤层倾角平均7°,可采储量902538t。
采高控制在3.8~4.0m。
采用走向长壁后退式综合机械化采煤法,全部跨落法来管理顶板。
开采初期,21431工作面上隅角瓦斯在0.9%左右徘徊,瓦斯超限情况时有发生,给矿井安全生产带来较大隐患。
因此,要顺利回采21431综采工作面,必须对上隅角瓦斯进行有效治理,在对21431工作面上隅角瓦斯超限原因进行针对性分析后,经过现场试验和摸索,最终确定采用采空区埋管抽放技术,对工作面的上隅角瓦斯进行了有效地治理,取得了较好现场效果,保证了采煤工作面安全、高效、稳定地生产。
2 21431工作面上隅角瓦斯超限的原因21431采煤工作面上隅角瓦斯超限主要由本煤层瓦斯涌出和采空区瓦斯涌出造成的。
2.1 本煤层瓦斯涌出采煤机在破煤过程中,煤层的原有应力平衡被破坏,在煤壁前方的煤体内,产生3个应力带(见图1),即卸压带、集中应力带和原始应力带。
在卸压带(长度一般为3~5m)中,煤层的透气性增大,地应力与瓦斯压力都大大降低,大量吸附在煤层中的瓦斯都沿着煤层的裂隙释放到工作面,从而导致工作面瓦斯涌出量增加。
1-煤壁;2-底板;3-液压支架;4-垮落的顶板。
2.2 采空区瓦斯涌出采空区瓦斯流动可大体划分3个带(如图2所示),Ⅰ涌出带(距切眼0~20m)、Ⅱ过渡带(距切眼20~40m)和滞留带(距切眼40m外)。
煤矿井下采煤工作面上隅角瓦斯治理装置研究论文摘要:本文针对煤矿井下采煤工作面上隅角瓦斯治理这一重要问题,深入探讨了现有治理装置的原理、特点及存在的不足,并提出了一种新型治理装置的设计思路。
通过实际应用案例分析,验证了新型装置的有效性和优越性,为煤矿安全生产提供了有力的技术支持。
关键词:煤矿;采煤工作面;上隅角瓦斯;治理装置一、引言煤炭作为我国的主要能源之一,在能源结构中占据着重要地位。
然而,煤矿开采过程中面临着诸多安全隐患,其中瓦斯事故是最为严重的灾害之一。
采煤工作面上隅角由于其特殊的位置和通风条件,往往容易积聚高浓度瓦斯,成为瓦斯事故的多发区域。
因此,研究有效的上隅角瓦斯治理装置对于保障煤矿安全生产具有重要意义。
二、上隅角瓦斯积聚的原因(一)通风方式的影响采煤工作面通常采用“U”型通风方式,在这种通风系统中,上隅角处于通风系统的末端,风流速度较低,容易导致瓦斯积聚。
(二)采空区瓦斯涌出采空区内的瓦斯会不断涌出,由于上隅角的压力相对较低,采空区瓦斯容易在此处积聚。
(三)顶板垮落的影响顶板垮落时会挤压采空区空间,导致瓦斯瞬间大量涌出,增加了上隅角瓦斯积聚的风险。
三、现有上隅角瓦斯治理装置(一)风障导风法通过在工作面上隅角设置风障,引导风流经过上隅角,以稀释瓦斯浓度。
但该方法受风流稳定性影响较大,效果不够理想。
(二)埋管抽采法在采空区内埋设抽采管道,将上隅角附近的瓦斯抽出。
然而,该方法容易出现抽采盲区,且抽采效果受管道布置和抽采参数影响较大。
(三)局部通风机通风法在上隅角增设局部通风机,加强通风。
但局部通风机的运行会对整个通风系统产生干扰,且设备管理较为复杂。
四、新型上隅角瓦斯治理装置的设计(一)装置结构新型治理装置主要由瓦斯抽采系统、通风系统和监测控制系统组成。
瓦斯抽采系统采用多分支抽采管道,能够覆盖上隅角及周边区域,提高抽采效果;通风系统采用可调节的通风机和导风装置,实现风流的精准控制;监测控制系统能够实时监测瓦斯浓度、风速等参数,并根据监测结果自动调节抽采和通风参数。
浅述工作面上隅角瓦斯综合治理技术摘要:随着社会和经济的发展,对资源的需求不断增加,推动了采煤行业的迅速发展。
近些年,我国的煤矿瓦斯安全事件频发,随着逐年增大的矿井产量,瓦斯绝对涌出量也大幅提升,工作面隅角区域通风性差,温湿度较高,采空区和采面释放的瓦斯容易聚集到此处,区域内瓦斯浓度高,因此是工作面防治瓦斯的关键点。
本文对采煤工作面上隅角瓦斯治理进行进行研究,提出治理隅角瓦斯治理措施。
关键词:采煤行业;隅角瓦斯;采煤工作面;瓦斯治理技术;治理措施1.引言现阶段,煤矿不断扩大开采范围、加深开采深度,企业逐渐将生产重心转向深部煤层,因此增大了煤层瓦斯的赋存量,绝对和相对瓦斯涌出量也逐步上升。
矿井治理瓦斯主要利用通风稀释法、抽放后通风稀释法和水喷雾后通风稀释法解决。
分析煤矿工作面及瓦斯超限实际情况和特点,回采时随着工作面的前进,采动压力会影响采空区上覆岩层垮落、临近层、围岩和煤柱,采空区会涌入大量的瓦斯,导致隅角内瓦斯浓度超过限制[1]。
作为采煤工作面采空区的漏风交汇点,隅角容易聚集瓦斯,如果不能有效处理,会存在较大的安全风险,因此采煤工作中隅角瓦斯治理是极为重要的。
2.工作面隅角瓦斯积聚的主要原因分析井下现场和其他综合情况,采煤工作面隅角位于采空区和煤壁一侧,因此风速较低,此处区域形成涡流状态,因此导致采空区的瓦斯不容易融入主风流中,因此会在隅角形成涡流区,这种情况下容易导致采煤面中的隅角瓦斯浓度超过限制。
煤矿回采时大多使用U形或是Y形通风形式,进风巷和回风巷存在风流压差,在此作用下,位于工作面漏风交汇处的隅角是采空区瓦斯涌出必经的通道,因此容易导致瓦斯积聚。
另外,从相对空气层面来看,采空区中空气因为含有瓦斯因此密度小,从而导致隅角成为涌出高浓度瓦斯的主要地点。
结合理论和实际进行分析,隅角贴近采空区和媒壁一端,风流速度缓慢,局部呈现涡流状,导致采空区的瓦斯不容易纳入到主风流中,因此高浓度的瓦斯会在隅角周围进行循环,导致瓦斯会积聚在采煤工作面的隅角局部部位。
工作面上隅角瓦斯综合治理技术的研究及应用
摘要:本文对煤矿井下高瓦斯工作面上隅角瓦斯积聚导致的瓦斯超限的问题进行分析,提出上隅角瓦斯的来源以及联络巷道采空区的抽采进行量的调整、高瓦斯工作面施工中采用综掘机的钻孔技术、局部改变通风系统形成负压范围、形成类似通风的上隅角的治理技术等等展开论述。
煤炭开采井下施工难度大,往往与工作环境有关系,如巷道距离过长等。
采用全新的煤炭断面掘进技术,也称为泥水平平衡顶管施工方法,对于施工操作流程进行实施,并采用可行性分析的方法对岩巷泥浆输送系统的管道输送展开计算和验证。
能够很好地解决工作面上隅角高位抽放瓦斯的施工技术问题。
关键词:工作面上隅角;瓦斯治理;技术研究
煤矿挖掘工作中,上隅角瓦斯超标治理的防治是重要的技术施工内容。
该施工技术中主要目标是进行高位抽放瓦斯的控制。
一般采用抽放管路进行掘进装置的施工,解决回采工作面上的初期顶板初压不足、瓦斯超限问题。
随着采面的推移,采空区域的顶板经过高抽巷的冒通以及充分的顶板冒落之后,瓦斯一般可以在采空区内被高抽巷抽走,使得大面积来压降临在采空区的时候,瓦斯进入上巷和采面,带来伤亡事故[1]。
1、上隅角瓦斯来源和分布状态
上隅角瓦斯涌出的规律,经过相关数据的分析,得到了涌出量的变化图形。
图形中包括回风巷的瓦斯涌出量,尾巷瓦斯的涌出量,瓦斯抽采量、工作面瓦斯的总涌出量,最终得到结论是工作面瓦斯来源于采空区,通过瓦斯源的治理,防止异常涌出,导致上隅角的瓦斯积聚。
2、瓦斯治理技术
全断面掘进一般是采用抽放管路一次性掘进的方式,掘进的路径为圆形断面,一般为一次性完成,一般在围岩的施工中具有的施工环境好、在开挖过程中采
用较多的方法一般为泥水平衡法以及土压平衡法。
一般采用封闭的溺水平衡法,设定刀盘驱动力,由于参考数值(掘进速度、掘进技术、制造成本)无法有固定的案例可以借鉴,前者采用排渣管路和供水铺设的方法进行排渣,离心泵的动力将泥浆水送到刀盘排渣腔内;由于掘进机较为复杂,对于渣石的输送后者采用带式输送机进行运输,同时安全施工和扰动破坏小的优势。
将有害气体加以排出,结构上根据锚喷构筑法进行支护,经过对称性结构的掘进,扭力为210KNM,人工管片拼装可以采用顶管法进行[2]。
采用水冷矿用防爆电机进行施工。
不能进行全过程的密封排渣,采用液压千斤顶进行水泥管的顶入,系统中的主要部件为泥水平衡顶管机,避免瓦斯直接被排放到洞内,另外,这样,功法可以分为盾构法、此设备的方法是将刀盘上的渣石切削下来,经过计算,保证输送能力成为泥水输送系统的关键,就可以进行施工,而且采用顶管法进行施工,要根据煤矿的岩性和地质条件进行施工,细节包括将基坑的后座有的设备形体较小,可以进行30厘米厚度的隧道挖掘,将顶管机的工作效率加以提高,因此采用全断面掘进的盾构法,施工相对简单。
进行全断面的掘进方式顶管法对掘进刀盘进行设计,如果水泥管能够达到15厘米该施工工艺对空间的要求不大,TBM掘进法。
可以采用管片拼装支护的结构进行施工,例如地基承载力较高的地层中管片上,可以在直径为150厘米的巷道内进行锚杆的施工。
瓦斯含量就会在区域范围内有所降低。
3、关于输送管道进行泥浆输送的计算
3.1此种方法得到了地质参考价值较大,得到了泥水平衡顶管机产品的数据,在管道输送中进行精确的计算,需要进行计算公式的验证[3]。
进行泥浆的输送,以及相关的计算方法然后经过输送,可以对输送的浆液中的悬浮状态的物质加以研究。
关于煤矿领域的顶管技术施工,对所在区域的刀盘道具参数、转速、扭矩等相关的系数加以计算和分析。
经过实验中所在区域的地质分析,包括不规则渣石头、泥岩等,假定掘进速度为30毫米每分钟的时候,临界沉降流速理论,采用临界沉降流速进行粒径的计算。
因此可以采用当前理论界进行的主要的理论:例如关于排浆流量的计算公式为:
P2为出浆密度。
Q2为岩体的渣石流量,P1为进浆密度,PE为开挖岩体密度,选用排浆流量和刀盘尺寸的时候,要根据排渣的情况进行水管尺寸的选择,满足排浆流量的要求,对渣石沉降速度以及关内流速进行对比,保证渣石能够顺利地被送到系统的外部。
3.2对沉降速度采用两个常用公式进行计算,采用此种公式进行计算,普遍运用的是杜拉德公式,通常管径小于等于200毫米,G n代表中立加速度,s代表颗粒比重,FL代表速度系数D代表管径,S1代表浆液比重。
当管道上的直径大于200毫米的时候通常会采用动量公式来进行临界选复
苏的计算:
当管道上的直径大于200毫米的时候通常会采用动量公式来进行临界选复苏的计算:
其中F1为自重,P为合力影响,根据公式能够得出石子临界悬浮速度。
是泥水平衡顶管掘进技术中解决高位抽放瓦斯的施工技术,应该选择A为摩擦阻力。
管径和流量的特性曲线图。
适合的泥水分离系统,计算出来的结果超过临界悬浮水流速度,表明渣石被水流进行了输送,如果输送的速度没有超过临界悬浮速度,则意味着渣石没有被及时输送出去,给予系统的参数设计的方式,派浆效果没有达到要求。
例如排渣管的规格为114毫米,流量为95立方米每小时,刺中设置,具有很高的可行性,完全可以满足泥水输送系统的排渣要求。
随着泥水排浆量的确定绘制出关
4、井下实验效果
在-600米井下进行了泥水平衡顶管装置的实验,验证了采用该技术手段能够解决高位抽放瓦斯问题,对于泥浆输送具有系统的可靠性[4]。
断面直径为150厘米,得到了大量的实验数据。
泥浆系统布置图
1-6依次为:为输送带、泥浆处理系统、供水池、磁力耦合器、电磁流量计、排渣泵。
进过具体的调节措施,对于上隅角不同的瓦斯浓度的范围进行调节后的效果分析,看到了上隅角瓦斯的体积分数达到了合理的范围。
经过对前后上隅角瓦斯浓度分布规律的研究,采空区内的充满冒落的块状破碎岩石之间的裂隙,遍布了整个空间。
将采空区作为一个多孔介质模型进行不可压缩的流体的测算,得到了瓦斯源的项值,实施类似通风之后的上隅角的附近区域的瓦斯浓度的降低,有效解决了上隅角瓦斯浓度超限的问题。
例如在某煤矿工作面,采用了通风技术对于上隅角和工作面瓦斯进行了治理,包括敷设管道,安装瓦斯泵等,包括沿空留巷支护材料进行通风的方法,在治理瓦斯的效果上,上隅角适中保持新鲜的风流,起到了上隅角的风流反向的作用。
结语:
经过理论和实践证明,在瓦斯抽采盲区的封闭钻孔技术,改善煤层瓦斯抽采钻孔的漏风情况,形成了钻孔密封段的漏风区域的巷道掘进和钻孔开挖的耦合形成,将钻孔周边裂隙区域分为巷道的裂隙带等,提出了瓦斯抽采钻孔径向的膨胀渗透封孔技术,有效封闭了周边的列带,降低通道的漏气喜爱你想,提高高位抽放瓦斯的工作效率,能够很好地解决高位抽放瓦斯的施工技术,应在井下掘进工程中加以推广,并且提高泥浆传输系统的可靠性[5]。
参考文献:
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