郝永光
摘 要:本文對(duì)通風(fēng)方式改革情況分析后,對(duì)Y型通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯氣體分布規(guī)律加以研究,分析沿空留巷Y型通風(fēng)瓦斯治理模式相關(guān)情況,再對(duì)沿空留巷Y型通風(fēng)瓦斯治理效果和工程案例實(shí)行探討,為合理運(yùn)用Y型通風(fēng)瓦斯治理模式,達(dá)到最理想的瓦斯治理效果,提高煤礦生產(chǎn)效率、安全性。
關(guān)鍵詞:Y型通風(fēng);瓦斯治理模式;應(yīng)用效果
0 引言
當(dāng)前,我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)采加深,較多礦區(qū)前部資源逐漸減少,需要深部開(kāi)采,此時(shí)礦井瓦斯涌出量升高。采用以往瓦斯治理方法,無(wú)法提高生產(chǎn)的安全性、作業(yè)效率,因此需明確Y型通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯氣體分布,以及Y型通風(fēng)原理等后,聯(lián)系實(shí)際情況進(jìn)行瓦斯治理,比如:抽放治理、開(kāi)采治理、加寬治理等方法,切實(shí)提高煤礦生產(chǎn)的效率和安全。
1 通風(fēng)方式改革情況分析
以高河煤礦為例,其屬于中外合資建設(shè)大型礦井、高瓦斯礦井,瓦斯治理對(duì)礦井生產(chǎn)狀況構(gòu)成一定制約,為提高礦井生產(chǎn)效率,應(yīng)根據(jù)具體狀況,尋求和該礦井適應(yīng)瓦斯治理模式,可在以往單U型通風(fēng)之上改善U型裝置、高抽巷布置。和以往單U型通風(fēng)進(jìn)行比較,雙U型、U型聯(lián)合高抽巷通風(fēng)方式在通風(fēng)能力方面效果更加理想,然而瓦斯超限、瓦斯積聚、萬(wàn)噸巷道掘進(jìn)率等問(wèn)題比較凸顯,無(wú)法得到很好的處理,所以致使礦井采掘銜接效果無(wú)法提高,對(duì)礦井生產(chǎn)效率、安全構(gòu)成直接影響。為有效處理上述問(wèn)題,轉(zhuǎn)變回采工作面巷道布置的同時(shí),可使用空留巷Y型通風(fēng)瓦斯治理模式處理,以便充分發(fā)揮出該瓦斯治理模式應(yīng)用價(jià)值。
2 Y型通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯氣體分布規(guī)律研究
Y型通風(fēng)系統(tǒng)多在瓦斯?jié)舛冗_(dá)煤礦作業(yè)中應(yīng)用,借助兩進(jìn)一回通風(fēng)方式可促使采煤作業(yè)工作臺(tái)上下巷道同時(shí)通風(fēng),處于采空區(qū)進(jìn)風(fēng)巷作為回風(fēng)巷,在該部位四周支護(hù),以便達(dá)到填充、固定目的,切實(shí)處理好煤礦內(nèi)局部瓦斯?jié)舛冗^(guò)高問(wèn)題。同時(shí)煤礦運(yùn)輸作業(yè)、管道敷設(shè)、設(shè)備應(yīng)用等均處于回風(fēng)巷外,所以會(huì)對(duì)生產(chǎn)作業(yè)的安全構(gòu)成積極影響,要求工作人員對(duì)2個(gè)進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)量合理分配、規(guī)劃,主要目的:嚴(yán)格控制煤礦內(nèi)瓦斯的濃度。
為盡快完成Y型煤礦內(nèi)通風(fēng)作業(yè)工作,要求相關(guān)工作人員準(zhǔn)確掌握瓦斯氣體礦井內(nèi)分布狀況、規(guī)律,然后加強(qiáng)Y型煤礦通風(fēng)管理力度,確保開(kāi)采作業(yè)效率和安全問(wèn)題。瓦斯氣體分布規(guī)律:礦井內(nèi)裂隙數(shù)量小且?guī)r石層波動(dòng)緩位置,發(fā)生瓦斯氣體聚集、瓦斯爆炸事故的概率均非常高。礦井內(nèi)瓦斯氣體濃度、開(kāi)采工作平臺(tái)深度有緊密關(guān)聯(lián),所以開(kāi)采深度更大、工作平臺(tái)的通風(fēng)效果則會(huì)受到直接影響,通風(fēng)管理的挑戰(zhàn)性加大。礦井深度差異較大,而且礦井開(kāi)采區(qū)內(nèi)巖石層,會(huì)對(duì)瓦斯氣體濃度構(gòu)成直接影響,背部折斷復(fù)式壓性斷層、通過(guò)火山巖演變巖石層,均無(wú)法很好的擴(kuò)散瓦斯氣體,故而引發(fā)礦井內(nèi)局部瓦斯氣體濃度增加的現(xiàn)象。
3 沿空留巷Y型通風(fēng)瓦斯治理模式相關(guān)芻議
3.1 沿空留巷Y型通風(fēng)主要原理
工作面端尾支護(hù)效應(yīng)消除前,液壓支架養(yǎng)護(hù)的同時(shí)應(yīng)將混凝土輸送到柔性模板中,然后在采空區(qū)域、巷道間砌筑密封混凝土連續(xù)墻,和巷道內(nèi)原支護(hù)聯(lián)系起來(lái),以有效承受回采動(dòng)壓、其他巷道的壓力,主要目的:確保巷道的穩(wěn)定性、對(duì)瓦斯有害氣體隔絕處理,并有效避免發(fā)生采空區(qū)自燃的現(xiàn)象。需要注意的是,沿空留巷為乏風(fēng)回風(fēng)通道,可促使回采工作面形成兩進(jìn)一回Y型通風(fēng),可將沿空留巷作為下移工作面回采巷道,便于為回采作業(yè)提供良好的支持。
3.2 Y型通風(fēng)瓦斯治理開(kāi)采模式
要求工作人員應(yīng)用Y型通風(fēng)方式,對(duì)煤礦開(kāi)采工作通風(fēng),以便盡可能控制采空區(qū)的瓦斯量、漏風(fēng)量,實(shí)現(xiàn)回采作業(yè)。同時(shí),相關(guān)工作人員開(kāi)采煤炭運(yùn)輸過(guò)程應(yīng)使用石門裝車運(yùn)輸,礦井內(nèi)采礦作業(yè)的不斷深入,國(guó)內(nèi)部運(yùn)輸通道會(huì)受到推進(jìn)速度影響,因而需作以報(bào)廢處理、密封處理,進(jìn)而切實(shí)保障采礦生產(chǎn)的效率、安全性。
3.3 Y型通風(fēng)瓦斯治理抽放模式
科學(xué)優(yōu)化抽放方式,利于使煤礦開(kāi)采工作環(huán)境瓦斯?jié)舛瓤刂?,要求煤礦開(kāi)采企業(yè)生產(chǎn)時(shí)合理應(yīng)用抽放模式處理。首先,應(yīng)用抽放模式前應(yīng)適當(dāng)增加抽放孔數(shù)量,目的為保證生產(chǎn)作業(yè)瓦斯氣體排放量。在實(shí)際設(shè)置抽放孔期間,需要工作人員在采區(qū)內(nèi)布置抽放孔,提高瓦斯氣體抽放的整體作業(yè)效率。其次,應(yīng)將排風(fēng)扇一端經(jīng)回風(fēng)孔置入采空區(qū),另一端和SQF-5型風(fēng)機(jī)保持連接狀態(tài),使采空區(qū)瓦斯氣體經(jīng)排風(fēng)扇抽放到回風(fēng)巷,提高生產(chǎn)作業(yè)的效率。
3.4 Y型通風(fēng)瓦斯治理加寬模式
采空區(qū)工作人員經(jīng)增加煤柱寬度,利于提高工作平臺(tái)通風(fēng)的效果,通過(guò)借助鉆孔方式消除回風(fēng)巷瓦斯氣體,創(chuàng)設(shè)良好的采礦工作環(huán)境,嚴(yán)格控制瓦斯氣體濃度過(guò)高所致爆炸事故。和其他通風(fēng)效果方式進(jìn)行對(duì)比處理,加寬方法的運(yùn)用能有效控制成本,并對(duì)于煤礦開(kāi)采層防突的效果不會(huì)構(gòu)成較大的影響。
4 沿空留巷Y型通風(fēng)瓦斯治理效果和工程案例探討
4.1 Y型通風(fēng)瓦斯治理的效果
回采工作面使用柔性模板支護(hù)方式處理沿空留巷,沒(méi)有設(shè)置區(qū)段煤柱,如此可以降低回采巷道掘進(jìn)的工作量,有效保證煤炭資源回采工作效率,而且在延長(zhǎng)礦井服務(wù)時(shí)間、減少巷道掘進(jìn)費(fèi)用方面優(yōu)勢(shì)均比較突出。之前,礦井方面多通過(guò)雙U型、U型聯(lián)合高抽巷通風(fēng)瓦斯方式進(jìn)行治理,有一定效果但無(wú)法有效處理瓦斯超限問(wèn)題、瓦斯積聚問(wèn)題。應(yīng)用柔性模板支護(hù)沿空留巷Y型通風(fēng),對(duì)瓦斯治理能很好的處理上述問(wèn)題,主要體現(xiàn)在踩空風(fēng)流方向得到改變方面。Y型通風(fēng)、U型通風(fēng)的比較,后者治理模式巷道布置簡(jiǎn)單,可為巷道維護(hù)提供便捷,不足:瓦斯流場(chǎng)較為特殊,容易發(fā)生瓦斯積聚問(wèn)題,工作面瓦斯?jié)舛瘸^(guò)規(guī)定范圍,嚴(yán)重威脅到安全生產(chǎn)狀況;前者可在采空區(qū)留設(shè)一條巷道,雖然巷道充填量大、維護(hù)量大,Y型通風(fēng)瓦斯治理,采空區(qū)瓦斯涌入回風(fēng)巷可有效處理瓦斯?jié)舛瘸迒?wèn)題。同時(shí),工作面風(fēng)向、運(yùn)輸巷位于進(jìn)風(fēng)流,在改善作業(yè)環(huán)境、提高煤炭回采率方面的優(yōu)勢(shì)明顯。工作面無(wú)煤柱開(kāi)采能將卸壓范圍加大,避免形成應(yīng)力增高區(qū)域。工作面通風(fēng)量不斷增長(zhǎng),風(fēng)排瓦斯能力提高,利于嚴(yán)格控制工作面的溫度、降低礦井總阻力。柔性模板支護(hù)沿空留巷能達(dá)到密封的要求,因采空區(qū)存在大量瓦斯氣體、瓦斯?jié)舛确浅8?,建議使用傾向鉆孔和埋管抽放處理,以便實(shí)現(xiàn)抽采瓦斯的最終目的。
4.2 工程案例分析
以某礦E1302工作面為主,分析沿空留巷Y型通風(fēng)瓦斯治理模式,該工作面開(kāi)采的為3號(hào)煤層煤層厚度、工作面開(kāi)切眼長(zhǎng)度及推進(jìn)長(zhǎng)度分別為:6.41m、228m、1802m。沿空留巷工藝的流程:移架、架后支護(hù)、清理;調(diào)整支架模板;充填;螺旋輸送機(jī);將材料運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)料場(chǎng);清洗泵站環(huán)境;清洗充填泵和管路;等待墻體來(lái)壓;留巷支護(hù);巷道超前支護(hù)。工作面回采的階段風(fēng)流通過(guò)E1302膠帶巷、進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)風(fēng),乏風(fēng)通過(guò)沿空留巷排到盤區(qū)回風(fēng)巷。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),該礦年產(chǎn)量約為每年720萬(wàn)t,礦井沿空留巷前區(qū)段煤柱在22m左右,使用柔性模板支護(hù)后E1302工作面回收煤柱效益在1.22億元左右。同時(shí),為下一工作面布置減少掘進(jìn)1條巷道,可節(jié)省成本1160萬(wàn)元左右,站在礦井企業(yè)的角度,工作面使用沿空留巷煤炭資源采出率提高約為23%,每年礦井采出171萬(wàn)t左右,萬(wàn)噸巷道掘進(jìn)率可降低70%,每年掘進(jìn)巷道可減少17840m左右,能夠節(jié)省資金約為2.13億元,有效維護(hù)建設(shè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外,礦井使用該種模式治理工作面,瓦斯超限問(wèn)題能得到很好處理,從根本上提高工作面推進(jìn)度、生產(chǎn)效率。
綜上所述,沿空留巷Y型通風(fēng)模式的應(yīng)用,可處理工作面瓦斯超限問(wèn)題、提高煤炭采出率,并降低巷道掘進(jìn)工程量,有效緩解礦井采掘的不足等。因而,需結(jié)合礦井開(kāi)采狀況選用適合方法,對(duì)礦井內(nèi)通風(fēng)情況加以處理,確保礦井生產(chǎn)的效率,避免發(fā)生礦井內(nèi)瓦斯爆炸事件,同時(shí)維護(hù)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
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