在煤礦開采的過程中,經常會伴隨有大量的瓦斯出現(xiàn),瓦斯本身屬于一種易燃易爆的有害氣體,如果煤礦井下的瓦斯積存量過多,勢必會給正常的開采工作遺成一定的影響,一旦處理不好,極有可能引起瓦斯爆炸等安全事故。為了確保煤礦正常、安全生產,必須采取相應的措施對煤礦瓦斯進行科學的處理。本文就此話題展開初略的探討。
在煤礦開掘作業(yè)中,處理瓦斯積聚工作的主要措施是加強礦井通風管理。對超限和積聚瓦斯的處理,歸納起來,主要有稀釋排除、封閉隔絕和抽放三種方法。
1.稀釋排除法
1.1.利用風筒預留的三通調節(jié)法
在風機出口與導風筒之間,接一段三通風簡短節(jié)。掘進巷道正常通風時,把三通風筒的分支導風筒用繩子捆死,此時風機的全部風量都送入掘進工作面。當需排除巷道積聚的瓦斯時,打開三通的分支導風筒,同時用繩子捆住主導風簡,捆的程度根據(jù)巷道內積聚的瓦斯?jié)舛却_定,部分風量仍送入掘進工作面,另一部分風量進入盲巷,稀釋并排出盲巷內積聚的瓦斯。
1.2.開啟局部通風機附近的風門調節(jié)法
局部通風機安設在采區(qū)進風巷內,回風直接進入采區(qū)回風巷,兩巷之間的聯(lián)絡巷中留有通車、行人的風門。掘進巷道正常通風時,風門全部處于關閉狀態(tài),當需排放聯(lián)絡巷中積聚的瓦斯時,通過風門的開啟狀態(tài)(半開或全開)調節(jié)風量,稀釋聯(lián)絡巷內的瓦斯,使其在回風口處不超限。
1.3.盲巷外斷開風筒接頭調節(jié)法
排瓦斯時在盲巷口外全風壓供風的新鮮風流中,把風筒接頭斷開,利用改變風筒對合面的間隙大小,調節(jié)送入盲巷的風量,以達到有節(jié)制地排放巷道積聚瓦斯的目的。排放瓦斯過程中,隨著兩個風筒接頭由錯開而逐漸對合,直至全部接合,送入盲巷的風量亦由小到大,直至局部通風機排出全部風量,最后經瓦檢員檢測確認安全可靠時即可恢復送電送風。
2.封閉隔絕法
密閉抽采法是抽采采空區(qū)瓦斯的一種常用和有效方法。此抽采法把采空區(qū)或回采工作面的進、回風巷都加以密閉,密閉墻厚為一至三米,灌筑砂、泥漿等材料確保嚴密不漏風。再把抽采管穿過回風巷的密閉墻,伸入采空區(qū)內進行抽采,伸入以10m以上為好。抽采時,要對密閉內的氣體成分、濃度、抽采負壓等參數(shù)經常進行監(jiān)測與控制,避免增大漏風造成采空區(qū)浮煤自燃。這種方法抽出的瓦斯?jié)舛饶苓_25%一50%以上。長期停掘的巷道,在其巷口已構筑了密閉墻,內部積聚的瓦斯較多,在排除瓦斯前需安裝風機和風筒。排除這類巷道積存的瓦斯,可采用分段排放法。
2.1.檢查密閉墻外瓦斯是否超限,若超限就啟動風機吹散稀釋,若不超限就在密閉墻上角開兩個洞,隨之開啟風機吹風。開始時,風筒不要正對密閉墻吹,要視吹出的瓦斯?jié)舛雀叩瓦M行風向的控制。
2.2.密閉拆除后,礦山救護隊工作人員進入巷道檢查瓦斯,隨后延長風筒排除瓦斯。在巷道中風簡出口附近瓦斯?jié)舛冉抵两缦拗聲r,可將風筒口縮小以加大風流射程,將前方的高濃度瓦斯吹出。當瓦斯?jié)舛冉迪聛砗?,接上一個短節(jié)風筒,同樣加大風流射程排除前方的瓦斯,取下短風筒并接上長風筒繼續(xù)排放前方的積聚瓦斯,直到掘進工作面。
3.抽放法
3.1.順層鉆孔抽放
① 對鉆孔位置進行布設。主要采用的是機巷向上和風巷向下兩種方式,施工過程直接在機巷和風巷內進行,施工時保證各鉆孔間平行,并且應偏向工作面方向進行布設,孔與孔的間距可設置為3m/個,深度應控制在60~70m這一范圍內,盡量不要超出,并使終孔保持在l~2分層以內;② 抽放效果。該方法分為預抽和邊采邊抽兩個階段,預抽時間為6個月,實際瓦斯抽出率約占總抽出量的35%。采用該方法進行瓦斯抽放時,較為關鍵的技術是施工和封孔。施工時應采用強力鉆機,封孔時應使用聚氯酯進行封孔。
3.2.高位鉆孔瓦斯抽放
在充分考慮采空區(qū)瓦斯賦存規(guī)律和運移特點的基礎上,應選擇在回風順槽處采取高位鉆孔抽放技術。第一個鉆場應選擇在回風順槽內距離工作面煤壁30m的位置,鉆場規(guī)格控制在深為4.0m,寬為4.5m,高為2.3m,并在每間隔30m處掘出一個鉆場。鉆場內部鉆出呈扇形排列的4個高位鉆孔,終孔的位置應位于裂隙帶的中上部區(qū)域,距離煤層頂板20m~28m處。一般情況下,利用高位鉆孔抽放技術抽放的瓦斯?jié)舛葹?0%~40%,特殊情況下可達80%,回風順槽的瓦斯?jié)舛葹?.5%,濃度值較為穩(wěn)定。
4.對煤礦采掘生產中瓦斯處理工作的建議
4.1.延長抽放時間
在煤礦井下開采的過程中,通過不斷改善采掘的平衡,不但能夠有效延長瓦斯抽放時間,而且還能夠進一步提高抽放效率。如果在開采的過程中,遇到突出十分嚴重的煤層,那么開采速度僅為20~30m/月,這一情況造成了采掘失衡的現(xiàn)象發(fā)生,從而使得無法充分預留出瓦斯抽放時間。對沒有開采保護層的必須弄底板瓦斯抽放巷,提前進行抽放。為此,建議各大煤礦應采取采掘同步的方式進行煤礦開采,這樣有利于確保瓦斯抽放的時間充足。
4.2.對瓦斯抽放系統(tǒng)進行優(yōu)化
在對系統(tǒng)進行優(yōu)化時,可從以下幾個方面著手:其一, 應盡可能選擇與瓦斯抽放量及抽放阻力相匹配的抽放泵,并盡量增大井下管道的直徑;其二,可在井底管道的低洼地帶加裝自動放水裝置,借此來緩解管網所承受的壓力和阻力;其三,加強對抽放孔的氣密性檢查,一旦發(fā)現(xiàn)有漏氣的現(xiàn)象應予以及時關閉,這樣有利于降低鉆孔的負壓。
4.3.強化管理
為了進一步提高瓦斯抽放技術的應用效果,煤礦企業(yè)的領導以及相關的管理人員應對抽放工作予以高度重視和大力支持,并組建相應的管理部門全權負責對瓦斯抽放技術的管理。對沒有開采保護層的必須弄底板瓦斯抽放巷,提前進行抽放。同時還應加大瓦斯抽放隊伍的建設力度,配備一支綜合素質高、技術水平強的專業(yè)瓦斯抽放隊伍,借此來確保施工質量和瓦斯抽放效率。此外,企業(yè)還應加大對相關設備和設施的資金投入,并針對定期檢查和維護制定相應的管理制度。