上隅角瓦斯自動(dòng)抽放系統(tǒng)在潘三礦的應(yīng)用

陳立民

(太原煤炭氣化集團(tuán)有限公司華南公司,山西太原030000)

摘　要:上隅角瓦斯超限不僅嚴(yán)重影響采煤工作面的正常生產(chǎn),也會(huì)產(chǎn)生極大的安全隱患。為了有效解決上隅角瓦斯超限問題,潘三礦在1452(3)綜采工作面安裝了上隅角瓦斯自動(dòng)抽放系統(tǒng),并進(jìn)行了抽放試驗(yàn),抽放效果明顯,有效解決了上隅角瓦斯超限問題。

關(guān)鍵詞:上隅角瓦斯;瓦斯自動(dòng)抽放系統(tǒng);自動(dòng)控制

中圖分類號(hào):TD712+.6　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B　　　文章編號(hào):1003-496X(2006)05-0027-02

　　潘三井田處于淮南向斜潘集背斜的南翼,總體形態(tài)為一單斜構(gòu)造。1452(3)綜采面位于礦井西二采區(qū)上山以西,工作面走向長(zhǎng)1 064 m,傾斜長(zhǎng)146~196 m。開采13-1煤層,煤層平均厚3.8 m,煤層傾角平均為18°,煤層賦存較為穩(wěn)定,煤層以塊狀暗煤為主,夾亮鏡條帶,屬半暗-半亮煤。煤層頂板為泥巖及粉細(xì)砂巖,底板為泥巖。工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法,綜合機(jī)械化回采工藝,全部冒落法管理頂板,采高3.4 m。

1　問題的提出

1452(3)工作面在采用頂板水平鉆孔和邊孔抽放鄰近層、圍巖及采空區(qū)深部的瓦斯,有效地控制了采空區(qū)瓦斯向工作面大量地涌出,就目前1452(3)工作面瓦斯涌出來看,主要來源于工作面煤壁(含巷道煤壁)和落煤解吸的瓦斯,但在開采時(shí),由于采空區(qū)內(nèi)殘留煤炭解吸的瓦斯和采空區(qū)內(nèi)煤柱因頂板垮落而卸壓產(chǎn)生大量的游離瓦斯繼續(xù)向采空區(qū)內(nèi)釋放,積聚在采空區(qū)的淺部,在通風(fēng)負(fù)壓的作用下向工作面上隅角涌出,造成上隅角瓦斯超限。

2　上隅角瓦斯自動(dòng)抽放系統(tǒng)應(yīng)用試驗(yàn)

1452(3)工作面上隅角瓦斯的涌出一直影響著工作面的正常生產(chǎn),特別是在工作面割煤時(shí),煤壁推進(jìn)速度快,工作面落煤瓦斯解吸量大,同時(shí)煤層頂板在采空區(qū)內(nèi)卸壓面積相對(duì)增大,鄰近層、圍巖和采空區(qū)內(nèi)的煤柱向采空區(qū)瓦斯涌出相應(yīng)增加,突出表現(xiàn)在工作面上隅角瓦斯涌出加大,出現(xiàn)上隅角瓦斯超限。為了解決上隅角瓦斯超限,在工作面上隅角安裝瓦斯自動(dòng)抽放系統(tǒng)(見圖1),當(dāng)工作面上隅角瓦斯超限時(shí),控制閥門自動(dòng)打開,抽放工作面上隅角瓦斯。

2.1　上隅角瓦斯抽放裝置安裝

從工作面上隅角通風(fēng)參數(shù)和瓦斯?jié)舛鹊臏y(cè)定結(jié)果可以看出,靠近1452(3)工作面上隅角煤壁邊緣瓦斯?jié)舛茸畲?抽放管路安裝在該地點(diǎn)最為合適。為了能及時(shí)治理上隅角的瓦斯,將瓦斯傳感器安裝在上隅角瓦斯?jié)舛茸罡叩牡胤?上隅角煤壁邊緣),這就是說,該處的瓦斯?jié)舛葘⒋碇嫌缃堑耐咚節(jié)舛?。根?jù)工作面瓦斯安全管理規(guī)定,將上隅角瓦斯?jié)舛冉缦薅?.9%,在工作面割煤或檢修作業(yè)期間,若工作面上隅角瓦斯?jié)舛瘸^瓦斯抽放控制裝置設(shè)定的界限濃度時(shí),控制裝置發(fā)出控制指令,抽放上隅角瓦斯管路的自動(dòng)閥門自動(dòng)打開,開始自動(dòng)抽放上隅角瓦斯;當(dāng)上隅角瓦斯?jié)舛鹊陀谕咚钩榉趴刂蒲b置設(shè)定的界限濃度時(shí),控制裝置發(fā)出控制指令,抽放上隅角瓦斯管路的自動(dòng)閥門自動(dòng)關(guān)閉,從而實(shí)現(xiàn)上隅角瓦斯抽放的自動(dòng)控制。

2.2　抽放效果考察

當(dāng)抽放口在工作面上隅角最佳位置后,在工作面上隅角布置瓦斯?jié)舛茸兓^測(cè)點(diǎn)(見圖2),對(duì)上隅角瓦斯的抽放效果進(jìn)行了詳細(xì)考察,即在安裝自動(dòng)控制裝置前后分別對(duì)上隅角瓦斯?jié)舛茸兓M(jìn)行測(cè)定,并記錄了瓦斯超限的次數(shù)和超限時(shí)間,結(jié)果發(fā)現(xiàn),自動(dòng)控制裝置安裝前上隅角瓦斯超限次數(shù)為65次/d,而在自動(dòng)控制裝置安裝后,上隅角瓦斯超限次數(shù)為47次/d,上隅角瓦斯超限次數(shù)減少18次,同時(shí)上隅角最高瓦斯?jié)舛扔?.92%降低到1.22%。抽放筒抽放上隅角瓦斯前后上隅角最大瓦斯?jié)舛茸兓P(guān)系見圖3。

2.3　抽放效果分析

根據(jù)抽放前后對(duì)工作面上隅角瓦斯?jié)舛确植嫉臏y(cè)定結(jié)果,可以看出,利用瓦斯自動(dòng)抽放系統(tǒng)對(duì)上隅角瓦斯進(jìn)行抽放可以解決上隅角瓦斯超限問題。

(1)上隅角煤壁邊緣瓦斯產(chǎn)生積聚,成為瓦斯?jié)舛茸罡叩牡胤?直接影響工作面的安全生產(chǎn)。距抽放口25 m范圍內(nèi),受抽放負(fù)壓影響較大,高濃度瓦斯被抽走,同時(shí)由于新鮮風(fēng)流的補(bǔ)充和稀釋作用,使瓦斯?jié)舛冉捣^大,抽放效果最為明顯。

(2)在距抽放口較遠(yuǎn)處,主要受工作面風(fēng)流影響,受抽放負(fù)壓影響較小,瓦斯?jié)舛茸兓淮?抽放

效果不十分明顯。

(3)采空區(qū)密閉的構(gòu)筑,減少了采空區(qū)瓦斯涌出量,同時(shí)也改變了瓦斯積聚位置和濃度分布。

3　結(jié)　論

在淮南礦業(yè)集團(tuán)公司潘三礦1452(3)工作面進(jìn)行了局部積聚瓦斯安全抽排試驗(yàn)。在該工作面上布置了瓦斯自動(dòng)抽放控制裝置。試驗(yàn)結(jié)果表明,自動(dòng)控制系統(tǒng)工作正常,操作簡(jiǎn)單,能有效地解決上隅角瓦斯超限問題,使上隅角瓦斯?jié)舛绕骄档?0%以上,保證礦井的正常生產(chǎn)。并能實(shí)時(shí)反映抽放的瓦斯?jié)舛炔⒆詣?dòng)控制抽放量,同時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)抽出氣體中的CO濃度,可預(yù)報(bào)采空區(qū)煤炭的自然發(fā)火。

　　作者簡(jiǎn)介:陳立民(1963-),男,1983年畢業(yè)于河北礦業(yè)學(xué)院采煤專業(yè),工學(xué)學(xué)士,高級(jí)工程師,現(xiàn)任太原煤炭氣化集團(tuán)有限公司華南公司副董事長(zhǎng)、總經(jīng)理,已發(fā)表多篇論文。

·國(guó)外煤礦安全信息·

工作面無人開采薄煤層工藝

無人開采薄煤層的工藝是用機(jī)組從工作面切割煤層,順便從工作面運(yùn)出煤炭。另外,靠掉下大塊巖石的潛在力量破碎工作面控頂部分的煤炭。不用支架支護(hù)掏出煤炭的空間,是靠煤層支承著。沒有控頂支架排除了自然力量的阻力,形成相稱的互相支承。當(dāng)作業(yè)工作面控頂矩寬度0.15~0.5 m和工作面推進(jìn)速度10~15 m/d時(shí),可不支護(hù)任何穩(wěn)定性的頂板。這種開采工藝需要新的通風(fēng)系統(tǒng),從開切眼或平巷沿兩個(gè)與工作面連接的巷道送入新鮮風(fēng)流,用管道抽放采空區(qū)的甲烷。這種不支護(hù)無人開采新工藝具有技術(shù)—經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)的高指標(biāo)水平。

摘自　《УГОЛЬУКРАИНЫ》　2005 No.6