【摘要】本文通過CJZ70瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀結(jié)構(gòu)及工作原理原理及使用方法介紹,其產(chǎn)品在工作面高位鉆場過渡期間抽采系統(tǒng)中的應(yīng)用,及時掌握抽采參數(shù),有效地解決了工作面上隅角及回風(fēng)流瓦斯超限問題,保證了工作面的安全生產(chǎn),并且提出了高位鉆孔在實際抽放過程中存在的問題及解決對策,為瓦斯抽放技術(shù)提高與改進(jìn)打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】瓦斯;儀器;抽采;應(yīng)用
煤礦瓦斯災(zāi)害是煤礦安全生產(chǎn)的第一殺手,礦井瓦斯抽采作為煤礦瓦斯治理中最有效的手段。對于回采工作面來講,高位鉆孔抽放是解決工作面上隅角及回風(fēng)最有效的方法,保證抽采效果關(guān)鍵,及時掌握抽采參數(shù),調(diào)整抽采鉆孔狀態(tài),對于保障工作面安全回采有著重要的意義。
1、CJZ70瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀
1.1CJZ70瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀結(jié)構(gòu)及工作原理
瓦斯氣體采樣方式:儀器內(nèi)部內(nèi)置一臺高負(fù)壓微型真空泵用于抽取管道內(nèi)瓦斯氣體,其真空度可達(dá)到-90kPa。儀器測量手柄插入到導(dǎo)流管后,一個孔與高負(fù)壓微型真空泵進(jìn)口相連,氣流通過瓦斯測量腔體,進(jìn)行瓦斯?jié)舛鹊臏y量,然后經(jīng)平衡腔后,重新回到導(dǎo)流管。
CJZ70儀器由主機(jī)、手柄和導(dǎo)流管三部分組成。
1.2CJZ70測定儀技術(shù)性能參數(shù)
流量:全部管道:0~70m3/min 甲烷:0.0%~100.0% 壓力:0.0~200kpa
溫度:-10~50℃ 應(yīng)用范圍:管道DN25~300mm、鉆場、單個鉆孔管道瓦斯抽采參數(shù)考察。
1.3使用方法
(1)進(jìn)入井下工作地點后,打開儀器,電源開關(guān),進(jìn)行壓力平衡和預(yù)熱。(2)將導(dǎo)流管裝入待測氣路,導(dǎo)流管要按照氣流方向進(jìn)行安裝,確保安裝正確。(3)將測量手柄插到導(dǎo)流管上。(4)儀器初始化完成后,進(jìn)入主菜單界面,然后根據(jù)所測管徑選擇相應(yīng)的量程。(5)量程選擇完成后進(jìn)入主界面選擇測量,如測量過程有水進(jìn)入手柄,要選擇排水按鈕進(jìn)行排水,清除積水后進(jìn)行測量。(6)測量完畢后,可選擇儲存數(shù)據(jù)然后退出關(guān)閉儀器電源即可。
1.4在測量鉆孔瓦斯抽采參數(shù)方面優(yōu)點
CJZ70可在含塵、含水和高溫等惡劣環(huán)境下對鉆孔、支管道瓦斯抽采流量、濃度、負(fù)壓和溫度等快速、準(zhǔn)確測量。CJZ70采用一體化設(shè)計,可直接同時測量瓦斯流量、濃度、負(fù)壓和溫度等多參數(shù),省去了大量的手工計算工作。操作簡單、攜帶方便,只需一人即可操作,測量時間只有孔板法的五分之一。直接測量負(fù)壓管道瓦斯?jié)舛?,比孔板法更方便、?zhǔn)確。不使用節(jié)流孔板,不會增加抽放管路系統(tǒng)阻力,有利于提高抽放效率、節(jié)能效果顯著。
2、井下應(yīng)用
2.1使用地點概況
1093工作面走向長度1640m,傾斜寬度176m,機(jī)、風(fēng)巷標(biāo)高-380~-420m。該面10煤層煤厚3.40-4.56m,平均在3.98m左右,黑色,塊狀為主,玻璃光澤、半亮型煤為主。該面煤層傾角為2°~15°,平均10°左右。根據(jù)相關(guān)資料預(yù)測絕對瓦斯涌出量最大為11.8m3/min。
2.2井下使用情況
以1093工作面11#高位鉆場過渡為例,鉆場布置9個抽放鉆孔(四高四低一老空),孔徑Φ94mm,鉆孔終孔間距為5m,低位孔孔深130-150m,高位孔和老空鉆孔孔深80-100m,終孔高度位于煤層頂板上20-27米的范圍內(nèi),下一個鉆場鉆孔壓茬上一個鉆場鉆孔45m。鉆孔開孔封孔長度不小于10m,封孔管采用Φ89mm巖芯管,注漿封孔。
在工作面回采至距離高位鉆場45m前,12#鉆場鉆孔合茬與11#鉆場同抽,11#鉆場距工作面30-20m時,每天安排人員采用CJZ70瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀測量11#鉆場、12#鉆場和1093工作面瓦斯抽采泵站的瓦斯抽采流量、負(fù)壓、抽采濃度等抽采參數(shù),觀察分析試驗12#鉆場抽采效果,結(jié)合各個鉆孔的抽采參數(shù),進(jìn)行調(diào)整鉆孔抽采狀態(tài)。當(dāng)12#鉆場的鉆孔起作用時,控制11#鉆場鉆孔抽采流量。
例如對5月13日和5月16日采用CJZ70瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀測得瓦斯抽采參數(shù)進(jìn)行對比分析。
根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析,11#高位鉆場高位鉆孔大部分抽采狀況較好,只有高4#孔抽采濃度偏低,12#高位鉆場低位鉆孔還未通,低1#孔即將要透氣。因此可以將11#鉆場高1#、高2#和高3#孔控制閘閥全部打開,將11#鉆場高4#孔控制閘閥打開二分之一,將12#鉆場低1#孔打開四分之一,其余全部關(guān)閉。
根據(jù)表2數(shù)據(jù)分析,11#高位鉆場高位鉆孔抽采濃度已降低,說明鉆孔已不在頂板裂隙帶高濃度瓦斯最佳抽采區(qū)域,11#高位鉆場鉆孔可以全部關(guān)閉,12#高位鉆場低位鉆孔已全部與頂板裂隙帶溝通,可全部打開。
3、總結(jié)
高位鉆場過渡期間,通過使用CJZ70瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀對高位鉆場鉆孔抽采參數(shù)的測定,準(zhǔn)確的掌握了各個鉆孔的抽采狀態(tài),根據(jù)抽采參數(shù)判斷出每個鉆孔是否透氣,合理控制抽采鉆孔,從而使各個鉆場處于最佳抽采狀態(tài)。這樣提高了抽采濃度,極大地降低了工作面上隅角及回風(fēng)流瓦斯超限的風(fēng)險,保證了工作面的安全回采。
參考文獻(xiàn)
[1]CJZ70瓦斯抽放綜合參數(shù)測儀使用說明.鄭州光力科技
作者簡介
韓衛(wèi)忠,28歲,2010年畢業(yè)于河南城建學(xué)院安全工程專業(yè),現(xiàn)為淮北礦業(yè)集團(tuán)童亭煤礦瓦斯治理辦公室,通風(fēng)與安全助理工程師。