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采礦安全集中瓦斯抽放系統(tǒng)在長(zhǎng)壁日落開(kāi)采中的應(yīng)用

文檔作者： A.甫金斯基L盧納夫斯基		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月25日
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集中瓦斯抽放系統(tǒng)在長(zhǎng)壁
冒落開(kāi)采中的應(yīng)用
〔波蘭】A.甫金斯基L盧納夫斯基
概述
開(kāi)采瓦斯煤層,需要針對(duì)采區(qū)地質(zhì)條件及開(kāi)采條件采取相應(yīng)的措施在瓦斯煤層中進(jìn)行
開(kāi)采作業(yè),時(shí)常出現(xiàn)兒種危險(xiǎn)同時(shí)發(fā)生的情況,其中,瓦斯并非總是最大的危險(xiǎn)。鑒于這種
情況,常須調(diào)整采煤系統(tǒng),以策安全和保產(chǎn)量。開(kāi)采水平較深時(shí),則會(huì)出現(xiàn)地壓高、煤巖突
出、瓦斯含量極高及瓦斯突出等情況,煤層易于自燃。
在如此復(fù)雜的條件和同時(shí)出現(xiàn)多種危險(xiǎn)的情況下,就要采用適當(dāng)?shù)拈_(kāi)采工藝并采取必要
措施,以減少或消除這些危險(xiǎn)。采用單巷掘進(jìn)長(zhǎng)壁冒落開(kāi)采法,能對(duì)上述危險(xiǎn)進(jìn)行全面控
。因此,其應(yīng)用最普遍。但是即使是采取長(zhǎng)壁后退式開(kāi)采,在瓦斯大(涌出量15m3/min
以上)的情況下,從單一上順槽鉆孔抽放瓦斯,抽放效率也相當(dāng)?shù)?盧納舍夫斯基1976
++0+
的安全保障。
此種工作的性質(zhì),要求具備嚴(yán)格規(guī)定的技能因此這種井下水里作業(yè),只能由潛水員救
護(hù)隊(duì)的經(jīng)理具體領(lǐng)導(dǎo)。井下救護(hù)經(jīng)理只負(fù)責(zé)全面監(jiān)督救護(hù)工作。
最近一次有潛水員救護(hù)隊(duì)參加的救護(hù)活動(dòng),發(fā)生在1982年。當(dāng)時(shí),從被水阻斷的巷道中
成功地救出兩名礦工。
潛水員須通過(guò)一段約25m長(zhǎng)被水淹沒(méi)到頂?shù)南锏?并隨身攜帶兩套呼吸器,備兩名被困
礦工通過(guò)被水淹沒(méi)的巷道時(shí)使用。靠這兩套呼吸器,潛水員循原路將兩名礦工撤離險(xiǎn)區(qū)。全
部救護(hù)工作,歷時(shí)3h,兩名礦無(wú)傷搬出。
結(jié)語(yǔ)
1礦山救護(hù)總站應(yīng)與科學(xué)和研究院所合作,繼續(xù)進(jìn)行研究編制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件方
面的工作,以便測(cè)定并下火情特性,特別是預(yù)測(cè)實(shí)施既定消滅火源措施之后可能發(fā)生的
變化。
2.為簡(jiǎn)化測(cè)定難以進(jìn)入地區(qū)中帶發(fā)射器的礦工所在位置的方法,應(yīng)設(shè)法研究出一種精
確的測(cè)位方法,以代替不夠精確的多方位無(wú)線電測(cè)位法。
3.波蘭礦山救護(hù)組織已有井下救護(hù)基地與工作中的救護(hù)隊(duì)聯(lián)絡(luò),以及井下救護(hù)基地與
地面救護(hù)經(jīng)理之間通過(guò)可靠電纜電話系統(tǒng)連續(xù)保持聯(lián)系的手段。在改善訊計(jì)劃中,必須在
應(yīng)用無(wú)線電通訊方面繼續(xù)進(jìn)行工作,以適應(yīng)礦山護(hù)之需。
參考文獻(xiàn)略
劉紹元孫茂遠(yuǎn)校)
148
年《不同采煤系統(tǒng)的最瓦斯抽放方法》)。這是因?yàn)殡S著工作面的推進(jìn),后面的單巷就
不再維護(hù)了,從而縮了瓦斯抽放時(shí)間,不能在最佳地點(diǎn)抽放瓦斯(最佳地點(diǎn)位于工作面后
方約60m距離處)(見(jiàn)盧納舍夫斯基198年提交瓦斯抽放專題座談會(huì)的論文《波蘭煤礦不同
采煤系統(tǒng)瓦斯抽放的有效性》。為了提高瓦斯抽放效率,瓦斯抽放孔的最佳位置應(yīng)根據(jù)瓦
斯源和采空區(qū)的位置而定。波蘭有幾個(gè)煤礦從位于開(kāi)采煤層上方的巷道中打長(zhǎng)鉆孔,有的則
從與開(kāi)采煤層位于同一水平上的、但在工作面推進(jìn)過(guò)程中不廢的巷道打長(zhǎng)抽放孔。這樣,就
充分地提高了瓦斯抽放率,延長(zhǎng)了抽放孔可用時(shí)間,也使開(kāi)采地質(zhì)條件和開(kāi)采條件極度困
難、瓦斯極大的煤層成為可能。根據(jù)抽放鉆孔的位置與瓦斯源和長(zhǎng)壁采區(qū)位置的相互關(guān)系,
稱該系統(tǒng)為“集中抽放系統(tǒng)”。
西德和捷克斯洛伐克采用這項(xiàng)技術(shù),也取得良好效果(分別見(jiàn)歐洲共同體委員會(huì)1980年
版瓦斯抽放手冊(cè)和施米特1981年文章《斯特利克煤礦常規(guī)瓦斯抽放方法與集中抽放方法》)
集中瓦斯抽放實(shí)例
例1
ZMP煤礦357號(hào)煤層Z-1長(zhǎng)壁采區(qū)的開(kāi)采條件差,斷層發(fā)育,地質(zhì)破壞嚴(yán)重。開(kāi)采初始
階段,絕對(duì)瓦斯量相對(duì)來(lái)說(shuō)較低,但是遇到了一些通風(fēng)問(wèn)題。
煤層瓦斯涌出量采前為每分鐘5.5至6.8m3。根據(jù)本礦的具體地質(zhì)條件和開(kāi)采條件,決定
采用圖1所示的集中瓦斯抽放系統(tǒng)(魯斯切爾尼克1984年ZMP煤礦367/1煤層Z-1長(zhǎng)壁
采區(qū)常規(guī)瓦斯抽放》內(nèi)部報(bào)告,未發(fā)表)
風(fēng)
推進(jìn)方
9
310水平
D357層煤
瓦斯管路200
280水平
圖1ZMP煤礦357/1煤層后退式長(zhǎng)冒頂開(kāi)采區(qū)的集中瓦斯抽放系統(tǒng)
149
瓦斯抽放孔是在水平巷I、Ⅱ、三處抽放室打的?；夭沙跗?在乙-3大巷的抽
室打了兩組,共六個(gè)抽放孔,孔徑65mm,孔深最大100m,傾角15°至45°。17個(gè)主要抽放
孔是從Z-1工作面上順槽以上12m的抽放室打的,孔徑也是65mm,孔深97至138m。這
樣布置的鉆孔,平均瓦斯捕獲量為2.5m3/min甲烷。詳情見(jiàn)圖2
抽放孔
目5000
21pg
4000
8
3000
瓦斯抽放量(升/分甲烷)
6
2000+
4
通風(fēng)氣流瓦斯量(升/分甲烷
000
121110(1983)
時(shí)間(月份
圖2瓦期抽放量與抽放孔的數(shù)目和抽放時(shí)間的函數(shù)關(guān)系
這套抽放系統(tǒng)的抽放率極高,達(dá)50%至75%。在回采過(guò)程中,既保證了瓦斯抽放量,又
保證了回風(fēng)道中瓦斯?jié)舛炔怀蕖?
2
德比楊斯科煤礦,974號(hào)前進(jìn)式長(zhǎng)壁工作面開(kāi)采354號(hào)煤層。在工作面設(shè)計(jì)階段,發(fā)現(xiàn)煤
層瓦斯含量很低。但當(dāng)推進(jìn)20m后,發(fā)現(xiàn)該區(qū)瓦斯涌出量劇增,推進(jìn)40m后測(cè)得瓦斯涌出量
高達(dá)13.6m3/min。于是在974號(hào)長(zhǎng)壁工作面保安煤柱中開(kāi)鑿抽放硐室,采用集中瓦斯抽放系
統(tǒng)抽放瓦斯。
鉆孔布置如圖3,共打長(zhǎng)抽放孔6個(gè),孔徑65m,孔深80至115m不等。各孔均接至抽
放干管,管徑200mm,真空度2.5至3.5kPa。抽放孔內(nèi)甲烷濃度為45%~90%,抽放效率
30%至40%。瓦斯抽放率為每分鐘2.5至5.3m,從而使回風(fēng)道甲烷濃度不超限瓦斯抽放
對(duì)降低回風(fēng)道甲烷濃度的作用效果見(jiàn)圖4
由于瓦斯抽放孔位置及額定參數(shù)得當(dāng),所以回風(fēng)道瓦斯?jié)舛扔?.6%降至0.7%,平均為
0.9%
該采區(qū)僅前100m用集中抽放系統(tǒng),以后改用常規(guī)抽放系統(tǒng),瓦斯抽放效率遠(yuǎn)低于集中
抽放系統(tǒng),僅為15%到25%
150
500
值
4000
30
舉舉H
c度%
2000
8
區(qū)
抽放量升/分CH
時(shí)間(日
圖3947采區(qū)集中瓦斯抽放系統(tǒng)
圖4瓦斯抽放降低回風(fēng)道甲烷濃度的效果
例2
斯特利克礦為多水平開(kāi)采,并下巷道網(wǎng)絡(luò)范圍廣大很多長(zhǎng)壁采區(qū)采用集中瓦斯抽放系
統(tǒng)。比較瓦斯抽放參數(shù)和抽放結(jié)果,證明利用此法效果良好(施米特1981年撰《斯特利克煤
礦常規(guī)瓦斯抽放方法與集中抽放方法》內(nèi)部報(bào)告,未發(fā)表)現(xiàn)選兩個(gè)后退式長(zhǎng)壁落頂工作
面做集中抽放和常規(guī)抽放的典型實(shí)例(參閱圖5)。
150水平
網(wǎng)風(fēng)
推進(jìn)方向
進(jìn)風(fēng)
170
200水平
圖5長(zhǎng)壁冒落后式工作面集中瓦斯抽放與常規(guī)瓦斯拍放系統(tǒng)
151
集中瓦斯抽放系統(tǒng),從位于下順槽上方約20m的石門打抽放孔,孔徑65mm,孔深200
至320m,傾角+3°至+10°。常規(guī)抽放系統(tǒng),從上工作面上順槽打抽放孔,孔徑65mm,孔
深90至115m,傾角+20°至30°。二系統(tǒng)真空度均為20kPa,平均效率為40%。最高效率為
85%。
結(jié)論和探討
煤炭產(chǎn)量日益增加,采區(qū)巷道的數(shù)目有一定的限制,這是采用單巷掘進(jìn)的長(zhǎng)壁落頂采煤
方法的兩個(gè)主要原因。此外,既可保護(hù)煤炭資源又便于適應(yīng)煤炭自燃、煤巖突出、頂板條
件、瓦斯突出、巖壓等具體情況。歐洲國(guó)家包括波蘭在內(nèi),開(kāi)采高瓦斯煤層時(shí)大都采用單
巷進(jìn)與走向長(zhǎng)壁后退式留落采煤法,同時(shí)進(jìn)行瓦斯抽放。
有些單巷掘進(jìn)采煤系統(tǒng),工作面煤壁后方采空區(qū)不留回風(fēng)巷,要求采用集中瓦斯抽放
法,不論是前進(jìn)式還是后退式長(zhǎng)壁采煤法,集中瓦斯抽放都是在開(kāi)采煤層平面以外直接瓦斯
源打抽放鉆孔。也在同一水平上從鄰近巷道打長(zhǎng)抽放孔。采用這種方法,須在其它水平上有
可利用的鄰近巷道,并須打長(zhǎng)抽放鉆孔。
這個(gè)方法極為可靠,因?yàn)殂@孔不會(huì)因動(dòng)和局部斷裂而與瓦斯失掉聯(lián)系。集中瓦斯抽放
系統(tǒng),甲烷抽放率較高,由于抽放的時(shí)間較長(zhǎng)所以抽放的瓦斯總量遠(yuǎn)比常規(guī)方法大(見(jiàn)
圖6)
工作面推進(jìn)方向
中抽放
果空區(qū)
時(shí)間
最長(zhǎng)3年
圖6集中與常規(guī)系統(tǒng)瓦斯抽放量比較
在很多長(zhǎng)壁開(kāi)采系統(tǒng)中所作的試驗(yàn)證實(shí),單風(fēng)巷采煤系統(tǒng),利用直接打入瓦斯源的長(zhǎng)鉆
孔,采用集中瓦斯抽放方式能取得最佳抽放效果。
很多情況下,集中瓦斯抽放與常規(guī)瓦斯抽放聯(lián)合使用,是解決單巷掘進(jìn)的長(zhǎng)壁采煤系統(tǒng)
瓦斯涌出量過(guò)大的唯一辦法
〔參考文略
(劉紹元譯李英賢校
152

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