突出矿井六篇

2024-06-15

突出矿井 篇1

关键词:瓦斯矿井,突出矿井,通风系统,煤与瓦斯突出

0 引言

通过陈四楼煤矿通风系统的优化过程,总结出一种具有指导性的通风系统完善方案,意在对矿井升级优化过程提供可靠的参考。如果一个矿井的通风系统与其实际的瓦斯级别不相符,那将给生产安全带来极大的隐患,直接制约矿井的安全发展,同时还会给矿工的生命安全带来威胁[1,2]。通风系统的可靠性关乎着矿井的安全生产[3]。矿井通风的任务是利用通风动力、通风网络以最经济的方式供给井下各用风地点新鲜空气,以保证工人的呼吸,并且能够稀释并排除煤矿井下的瓦斯、粉尘等各种有害物质,为井下工作提供舒适的劳动环境[4]。除此之外,当煤矿井下发生灾变事故,如煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤层自燃时,可靠的通风系统能够及时、有效地控制风流的方向和风量,以防止灾害事故扩大,最终消灭事故[5]。

矿井通风系统是一个动态的、复杂的系统,随着矿井采掘生产的进行,不断发生变化,还伴随瓦斯级别的提高而需要不断提升。如煤与瓦斯突出矿井,要求每个采区都必须有专用回风巷,且专用回风巷内不能兼做运输、行人巷道,也不能有任何电气设备。因此,由瓦斯矿井升级突出矿井的施工中,方案设计优化显得尤为重要。通过对近年来国内外通风系统升级矿井改造案例的学习,发现很多矿井由于改造升级的设计不合理,导致矿井完善时出现工程量大、施工工期长,不能够有效利用矿井已采区域的废弃巷道、辅助巷道,最终给企业带来了巨大的经济压力;有些矿井由于改造不合理,导致矿井升级后通风系统难以满足新的要求,导致矿井迟迟难以复工复产。

1 矿井及通风概况

陈四楼煤矿位于永城市区北偏西13 km,隶属于河南能源化工集团永煤公司。井田面积约61.69km2。矿井1997年11月6日投产,矿井设计生产能力240万t/a,2015年核定生产能力360万t/a,矿井开拓方式为立井单水平上下山开拓,水平运输大巷布置在-440 m水平。2015年矿井由瓦斯矿井升级为突出矿井,为适应突出矿井对通风系统的新要求,矿井通过采区巷道功能优化或新掘巷道,进行了通风系统升级。现就通风系统升级前后的通风情况分析,简述矿井通风系统优化成果。

矿井通风方式为两翼对角式,通风方法为抽出式。矿井有3个进风井,即副井、主井、中央风井,总进风量为17 999 m3/min;2个回风井,即北风井、南风井,其中北风井回风量9 252 m3/min,南风井回风量9 108 m3/min。矿井有效风量16 344 m3/min。矿井北风井配备FBCDZNo28/2×355型对旋轴流通风机2台,电机功率2×355 k W,电压6 200 V,转速740 r/min;北风井主要通风机负压为2 130 Pa,北风井主通风机排风量为9 407 m3/min,矿井北翼总进风量为9 070 m3/min(其中,北翼轨道运输大巷进风量6 149 m3/min,北翼胶带运输大巷进风量2 921m3/min)。北风井通风等积孔4.18 m2,属通风容易。北风井的外部漏风率为1.65%。矿井南风井配备FBCDZNo28/2×355型对旋轴流通风机2台,电机功率2×355 k W,电压6 000 V,转速740 r/min;南风井主要通风机负压为2 270 Pa,南风井主要通风机排风量9 249 m3/min,矿井南翼总进风量8 929m3/min(其中,南翼轨道运输大巷进风量为6 025m3/min,南翼胶带运输大巷进风量2 904 m3/min)。南风井通风等积孔3.75 m2,属通风容易。南风井的外部漏风率为1.52%。

2 通风系统设计优化

2.1 通风系统优化方案

作为突出矿井,通风系统升级中要求满足突出矿井对矿井通风的特殊要求,设置专用回风巷。专用回风巷施工中,要兼顾安全、经济、高效的原则。

①针对突出煤层,掘进作业时必须严格执行《防治煤与瓦斯突出规定》,制订区域综合防突措施和局部综合防突措施[6]。坚持区域不消突不进煤巷,不掘突出头的原则。②在保障安全投入的前提下,通过优化改造方案设计节约工程成本,岩巷掘进工程成本较高,但安全性比在突出煤层中掘进要好,煤巷掘进较岩巷成本低,但对于突出区域,不但消突成本高,治突时间久,而且在安全方面还不易得到保障。因此必须综合分析区域煤层瓦斯赋存条件,然后选择合理的改造方案。③要尽量缩短系统改造工期,减少不必要的消耗[7,8,9,10]。

根据以上要求,结合矿井巷道布置实际,选择岩巷掘进与煤巷掘进相结合,并充分利用各采区、工作面的废弃巷道,通过扩帮、拉底、挑顶和加强支护等改造,使其满足矿井通风要求,再调整一些在用巷道的功能,完成巷道改造工程。采区专用回风巷及工作面回风联络巷充分利用沿空掘、留巷技术,降低消突成本,提高煤巷掘进施工安全性。

矿井优化情况:北部东、西翼辅助胶带巷分别作为10采区和12采区专用回风巷,增加北翼-640 m上部回风巷作为北翼-640 m辅助水平(北6采区)专用回风巷,将北翼-605 m行人暗斜井调整为回风暗斜井(将原行人暗斜井内的架空乘人装置安装在-605 m轨道暗斜井中),同时增加北翼-605 m下部回风联络巷,担负矿井北翼8、20采区回风任务,将南翼-720 m行人暗斜井调整为回风暗斜井(将原行人暗斜井内的架空乘人装置安装在-720m轨道暗斜井),同时增加-720 m下部回风巷,担负矿井南翼5、19采区回风任务;延伸-720 m辅助水平回风大巷,担负17采区回风任务。

其中,北部西翼原12采区普遍测定的瓦斯含量较高,但由于该区域的辅助胶带巷开掘时间较久,附近瓦斯含量较低,因此选择该巷道改造,形成北部西翼专用回风巷。并在北部西翼回风联络巷掘进前采取穿层钻孔预抽煤层瓦斯,区域消突后,再进行煤巷掘进工作。矿井南翼测定的原始瓦斯压力均为0,原始瓦斯含量也普遍小于2 m3/t,在严格执行“四位一体”防突措施的前提下,可省略底抽巷的设计。其他区域根据测定的瓦斯含量、瓦斯压力,确定采取煤巷掘进或岩巷掘进,确定的原则为:专用回风巷尽量少揭露断层,煤巷掘进前必须消突。

2.2 井巷工程与设施构筑齐头并进

在井巷工程开始后,通风部门及时跟进制订通风设施构筑计划,充分利用原有的轨道、胶带进行物料运输,通过构筑临时设施、拆除多余设施、构筑新设施的步骤,加紧进行通风设施构筑工作,矿井通风系统完善期间,构建各类通风设施(防突风门、调节风窗、密闭)总计67组/道,拆除各类通风设施(风门、调节风窗、密闭)共计29组/道,矿井巷道工程施工结束前,通风部门已通过部分新构筑的永久设施和部分临时设施,分单元、分步骤先后完成了矿井南翼通风系统调整,矿井-605 m水平通风系统调整和矿井北部东、西翼通风系统调整工作。在井巷工程全部完成后,及时完成剩余通风设施构筑工作,并拆除临时通风设施。

2.3 完善系统防突功能

为满足生产时期矿井防突功能,新构筑通风设施均同步安设防逆风装置。为此,矿通风部门与机修厂合作,设计研制了多种防逆风装置,包括自坠式风窗—水沟防逆风装置、圆筒式防逆风装置,配合构筑了跨刮板机风门、跨胶带机风门,并对部分不满足要求的通风设施进行了改造和重构。在通风设施防突功能提高的同时,其内部漏风率也显著降低。

根据矿井升级完善设计要求,增加了防突风门、防突风墙、防突风窗、避险硐室、隔爆水棚、压风自救,满足了突出矿井防护硬件要求、升级。

3 通风系统调整方案

3.1 改造方案

(1)将北部东、西翼辅助胶带巷胶带拆除,担负着北翼10、12采区回风任务,并将北部西翼辅助胶带巷的断面由10.1 m2扩到15.1 m2,北翼主运输由-470 m水平胶带大巷(北翼集中胶带大巷)担负。

(2)增加北翼的-640 m上部回风巷,担负北翼-640 m辅助水平(北6采区)回风任务。

(3)将北翼的-605 m集中行人下山调整为回风下山,将原来行人下山内架空乘人装置安装在北翼-605 m集中轨道下山内,且增加北翼-605 m下部回风联络巷,担负矿井北翼8、20采区回风任务。

(4)将南翼的-720 m行人暗斜井调整为回风暗斜井,将原行人暗斜井内的架空乘人装置安装在-720 m轨道暗斜井中,同时增加-720 m下部回风巷,担负矿井南翼5、19采区回风任务。

(5)延伸-720 m辅助水平回风大巷,担负南翼17采区回风任务。

以上专用回风巷增加后,在各工作面轨道(回风)巷、各采区变电所增加回风联络巷,与专用回风巷相连。

3.2 采区通风系统

(1)北翼采区通风系统。矿井采用分区式通风系统,北翼采区由-470 m水平东、西翼轨道大巷、-470 m水平东、西翼胶带大巷进风,-470 m水平东、西翼回大巷回风,经总回风巷由北风井排出。掘进工作面采用局部通风机压入式通风。

(2)南翼采区通风系统。新鲜风流经副井(主井、中央风井)→副井井底车场→南翼轨道运输大巷(南翼胶带运输大巷)→-720m轨道暗斜井(-720 m胶带暗斜井)→-720 m辅助水平轨道巷(-720 m辅助水平胶带巷)→胶带运输巷→工作面→轨道运输巷→-720 m下部回风巷→-720m回风暗斜井→-440 m水平回风大巷→南翼总回风巷(南翼2号总回风巷)→南风井排至地面。

(3)17采区通风系统。新鲜风流经副井(主井、中央风井)→副井井底车场→南翼轨道运输大巷(南翼胶带运输大巷)→-7 2 0m轨道暗斜井(-720 m胶带暗斜井)→-720 m辅助水平轨道巷(-720 m辅助水平胶带巷)→胶带运输巷→工作面→轨道运输巷→-720 m辅助水平回风巷→-720 m辅助回风斜巷→南翼总回风巷(南翼2号总回风巷)→南风井排至地面。

4 通风系统改造前后系统抗灾能力对比

通风系统改造之前,矿井各采区的回风一般通过胶带巷汇入矿井总回风巷,回风流中有电气设备,一旦同时发生电气失爆故障和瓦斯突出,则可能会发生瓦斯爆炸事故,威胁到回风流作业的人员。

通风系统完善之后,矿井各采区回风巷为专用回风巷,巷道内既无各类电气设备,也无人员,即使发生煤与瓦斯突出事故,突出的瓦斯直接汇入专用回风巷排出矿井,不会给矿井带来损失扩大的隐患。

5 通风系统改造后通风能力验证

5.1 通风负压

(1)摩擦阻力[11,12,13,14,15]。根据矿井采掘接替安排,矿井北翼生产时北风井回风量为156 m3/s,南翼生产时南风井回风量为134 m3/s,通过负压计算,北风井通风容易时期摩擦阻力为1 958.6 Pa,通风困难时期摩擦阻力为2 181.3 Pa;南风井通风容易时期摩擦阻力为1 690.7 Pa,通风困难时期的摩擦阻力为2 128.0 Pa。

(2)局部阻力。局部阻力按照摩擦阻力的15%考虑[16],则北风井通风容易时期局部阻力为293.8Pa,通风困难时期局部阻力为327.2 Pa;南风井通风容易时期局部阻力为253.6 Pa,通风困难时期局部阻力为319.2 Pa。

(3)自然风压。矿井自然风压按“科马洛夫”公式计算:

式中,Hn为地面井口大气压力,根据永城市气象局提供的2000—2003年平均气象参数,7月份地面平均气压为0.99×105Pa,1月份地面平均气压为1.019×105Pa;H为矿井开采深度,取650 m;T1为进风侧平均温度,根据风温预测,进风侧7月份平均温度为(273+26.7)K,1月份平均温度为(273+2.6)K;T2为回风侧平均温度,根据风温预测,回风侧7月份平均温度为(273+25.3)K;1月份平均温度为(273+3)K;R为矿井空气常数,干空气的常数为287 J/(kg·K)。

经计算,7月份最小自然风压为-6.4 Pa,1月最大自然风压均为56.6 Pa,显示1月份时进风井空气静压力始终比回风井静压力大,7月份时进风井空气静压力始终比回风井静压力小。由于该矿井为抽出式通风方式,因此在该矿井中自然风压在1月份能克服阻力帮助通风,相反7月份较热的时期则增大了矿井通风阻力。

(4)通风负压。该矿井为抽出式通风方式,1月份帮助通风,7月份自然风压增大矿井通风阻力,矿井通风总阻力按以下公式计算:

式中,H初期为矿井通风容易时期总阻力;H后期为矿井通风困难时期总阻力;h摩小为矿井通风容易时期最小摩擦阻力;h摩大为矿井通风困难时期最大摩擦阻力;h局小为矿井通风容易时期局部阻力,按最大摩擦阻力的15%考虑;h局大为矿井通风困难时期局部阻力;按最大摩擦阻力的15%考虑;hn1为帮助通风最小自然风压,-6.4 Pa;hn2为帮助通风最大自然风压,56.6 Pa。

经计算,矿井北风井通风容易时期总阻力为2 258.8 Pa,通风困难时期总阻力为2 451.9 Pa;南风井通风容易时期负压为1 950.6 Pa,通风困难时期负压为2 390.6 Pa。

5.2 等积孔

矿井等积孔按下式计算:

式中,A为矿井等积孔;Q为矿井需要风量;h为矿井通风负压。

计算结果:北风井通风容易时期通风等积孔为3.91 m2,通风困难时期通风等积孔为3.75 m2;南风井通风容易时期等积孔为3.61 m2,通风困难时期等积孔为3.26 m2,属通风容易矿井。

6 结论

(1)陈四楼煤矿突出矿井升级完善的优化与实践,采取科学的安全评价和充分可靠的安全技术措施,系统升级全部22项巷道工程施工过程中,未发生瓦斯超限及动力现象。

(2)通风系统设计优化有效避免了过多的岩巷作业和揭煤作业工程,充分利用了原有的联络巷改造后作为采区避难所或水平充电硐室,节约增效效果明显。

(3)通风系统设计优化、通风设施构筑与巷道施工同步进行,充分利用临时通风设施提前分区域进行通风系统调整,有效缩短了施工工期,所有井巷工程和设施构筑比原计划提前2个月完工。

突出矿井 篇2

1 工程概况

小回沟煤业为突出矿井, 主斜井设计长度685m, 施工过程穿过02#煤层, 井筒坡度为-23°。主斜井断面设计为直墙半圆拱断面, 支护形式为锚网索喷, 掘宽5 300 mm, 掘高3 850 mm, 掘进断面为17.39 m2;净宽5 000 mm, 净高3 600 mm, 净断面为15.32 m2。喷射混凝土厚度150 mm, 混凝土强度等级C25。主斜井井筒与煤层的位置关系如图1所示。

根据勘探资料显示, 02#煤层的最大瓦斯含量为10 m3/t, 瓦斯含量增长梯度为1.98 m3/ (t·hm) 。因该矿为煤层群开采, 且属高瓦斯矿井, 因此在井筒揭煤过程中面临着严峻的突出危险, 必须采取安全可靠的揭煤技术措施, 保证井筒的顺利施工。

2 井筒揭煤安全技术措施

井筒揭煤打破了煤层瓦斯原有的封闭状态, 若揭煤措施不到位, 极易造成煤与瓦斯突出危险。因此必须采取可靠的安全措施, 遵循“四位一体”的瓦斯防治循环措施, 杜绝煤与瓦斯突出危险[3,4]。井筒揭煤防突安全技术方案流程如图2所示。

2.1 超前钻孔探测

在井筒工作面掘进至距离煤层顶板法距20 m时, 施工5个超前探煤钻孔, 探测煤层的赋存特征, 探测结果为:煤厚1.68 m, 埋深192 m, 倾角7°。另外, 在煤层防突预测中, 经常用到的指标有煤层坚固性系数f值以及瓦斯放散初速度ΔP, 这2个值通常要通过实验室测定获得。根据实验室测定, 结果表明:煤层ΔP=10.78, f=0.22。

2.2 煤层瓦斯压力测定

在井筒工作面掘进至距煤层法距10 m位置时, 施工3个测压孔测定煤层瓦斯压力。采用主动测压法进行测定[5], 封孔采用水泥砂浆, 经水泥砂浆凝固后, 安装压力表并注入补偿气体氮气, 稳定后测得煤层瓦斯压力, 测压孔1、测压孔2、测压孔3瓦斯压力分别为1.40, 0.68, 1.21 MPa。

2.3 突出危险性综合指标的计算

工作面突出危险性综合指标D、K的计算公式为:

式中, H为煤层埋藏深度, 取192 m;P为煤层瓦斯压力, 取测定的瓦斯压力最大值1.40 MPa;ΔP为瓦斯放散初速度;f为煤层坚固性系数。

将数据代入公式计算得:D=2.34, K=49。

根据矿区历史资料及实验室研究得出的突出危险性指标临界值见表1, 根据实测值与临界值的对比, 可知煤层具有煤与瓦斯突出危险, 必须采取合理的防突技术措施进行消突。

2.4 消突技术措施

在工作面掘进至距离煤层顶板法距7 m时停止掘进, 采取防突措施, 施工100个穿层措施孔, 通过布置瓦斯抽、排钻孔相结合, 达到综合消除突出危险的效果。钻孔孔径为94 mm, 水泥砂浆封孔, 封孔深度3 m, 封孔管选用的PVC管。

2.5 效果检验孔检验

在距离煤层顶板法距为7 m位置, 实施5个效果检验孔, 利用钻屑瓦斯解吸指标法对抽采效果进行了检验[6]。实测的Δh2平均值随时间变化情况如图3所示。其中, 钻屑瓦斯解吸指标法预测的井筒揭煤工作面突出危险性临界值见表2。

结合图3和表2可知, 经过20 d的瓦斯抽排, Δh2指标明显降至临界范围内, 消除了煤与瓦斯突出危险, 从而达到了井筒揭煤瓦斯防治的目的。

2.6 远距离爆破揭煤

在区域及局部防突措施效果检验允许后, 在距离煤层法线1.5 m处开始采用渐进法施工, 利用打眼放炮法掘进施工, 打眼深度2.2 m, 炮眼布置如图4所示。爆破后及时采用锚网索支护, 采用挖装机配合箕斗进行出渣。出渣完成后, 架29U型钢棚, 喷射混凝土进行永久支护, 完成后进行下一循环施工。

采用渐进法爆破掘进至越过煤层底板法距2 m处, 主斜井井筒安全顺利通过煤层。

3 结语

针对小回沟煤业突出矿井井筒揭煤难度较大的现状, 遵照“四位一体”的综合防突技术措施, 通过实施超前探煤钻孔、突出危险性预测、防突措施、消突效果检验及验证等技术措施, 消除了煤与瓦斯突出危险, 保证了井筒的安全施工。

参考文献

[1]魏平儒, 史宗保.井筒揭煤预防煤与瓦斯突出的对策[J].煤炭工程, 2008 (1) :75-77.

[2]于不凡.煤和瓦斯突出机理[M].北京:煤炭工业出版社, 1985.

[3]赵玉岐, 齐黎明.突出煤层透析解突技术研究[J].采矿与安全工程学报, 2009, 26 (1) :110-113.

[4]公衍伟, 蒋承林, 吴爱军, 等.高瓦斯缓倾斜突出煤层构造顶 (底) 板石门揭煤技术研究[J].煤炭技术, 2012, 31 (5) :89-91.

[5]童云飞.石门 (井筒) 揭煤快速测压技术在潘一矿的实践[J].煤矿安全, 2008, 39 (9) :26-28.

对瓦斯突出矿井机电运输的探讨 篇3

【关键词】瓦斯突出;矿井;机电运输;管理

0.引言

矿井的瓦斯等级根据矿井瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为:低瓦斯矿井,高瓦斯矿井,煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。对不同等级矿井机电运输方面的管理,也相应提出了不同的要求。如果机电运输方面不到位,就会直接关系到煤矿安全生产,造成设备损坏和人身的伤害,还会成为导致煤矿事故的诱因。只有严格做好机电运输的管理,瓦斯治理和“一通三防”工作才有基本的保障。本文将从几个方面对瓦斯突出矿井的机电运输管理进行探讨。

1.机电管理从业人员的安全意识和操作技能水平对安全生产极其重要

煤矿企业要高度重视机电运输安全管理工作,设立专门的机构,配备足够的专业技术人才,加强用工管理严把入口关,严格考核发证持证上岗。还需要建立完善的机电运输装备,材料等物资的采购供应管理。结合煤矿的工作实际,提出以下建议:(1)完善工作规章制度,严格遵守,执行。(2)加强思想教育工作,通过各种途径方法教育职工,明确事故危险性随时随地严格遵守操作规章,消除侥幸心理。(3)强化质量标准化作业,对新员工新技术进行理论加实际的强化培训,全面提高员工的安全业务素质和操作水平。以人为本,搞好安全生产。

2.矿井电力供应的稳定,可靠,连续性至关重要

煤矿的电力供应分为地面供电和井下供电。

在地面供电部分,必须严格遵守《煤矿安全规程》第四百四十一条规定:矿井应有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时,另一回路应能担负矿井全部负荷。年产60000t以下的矿井采用单回路供电时,必须有备用电源;备用电源的容量必须满足通风、排水、提升等的要求。矿井的两回路电源线路上都不得分接任何负荷。正常情况下,矿井电源应采用分列运行方式,一回路运行时另一回路必须带电备用,以保证供电的连续性。满足这些要求,第一就要在进行供电设计的时候,从其网架结构、网容、站容(短路容量)、保护(电气专业所要求的所有保护)、潮流分布、控制、监控、测量、抗灾能力等方面进行综合分析,同时对煤矿的三类用电负荷进行认真分类,且对应供电:(1)第一类负荷:因停电造成人身伤亡事故或是重要设备损坏,造成企业重大经济损失的属第一类负荷。如矿井主通风机,井下主排水泵,副井提升机,等等,必须采用来自不同电源母线的两回路进行供电,保证这些设备在电力正常和事故状态均可以保持运作。(2)第二类负荷:因停电造成减产和较大经济损失的如煤矿提运煤的设备,地面空气压缩机等,属第二负荷,需采用双回路供电或环形线供电。(3)第三类负荷:凡不属于一、二类的均为第三类,突然性的断电,设备停运但对生产没有直接的影响,如井口,机修厂等这类负荷只设一个回路即可。在分类负荷的基础上做出合理的供电设计,且能满足供电系统发生故障时候可以根据轻重对二三类部分或全部进行停限电处理以保证一类负荷的不中断供电。第二是通过改造或更新设备,不断的提高操作,控制,监控系统的装备技术水平。第三点是要加强对设备的保养维护和检修工作,确保主回路二次回路操作部分灵活,分合闸动作无失误,分合闸时间越短越好(不超过100MS)无拒动或误动现象。

对井下供电,须严格遵守《煤矿安全规程》所规定和要求:首先合理设计井下供电网,严禁井下配电变压器中性点直接接地,地面中性点直接接地的发电机或变压器严禁向井下供电。向下供电的高压馈电线严禁自动闭合闸,手动合闸的时候必须先跟井下取得联系确认可以送电后才能进行合闸送电。如果井下因为系统供电终端造成影响时候,须按照《煤矿安全规章》有关规定,先排除故障再按规定进行瓦斯排放和恢复供电。再就是及时进行过流整定计算与调整,实时做到保护合理。为了保证地面雷电不波及井下从而引起瓦斯、煤尘等灾害,须严格遵守几点要求(1)从地面架空线路引入井内的线路必须在入井处装设避雷装置。(2)从地面直接进井的轨道,露天架空的引入(出)的管路,必须在井口处将金属体进行不少于两处的集中良好接地。(3)通信线路须在入井处装设避雷装置和熔断器。(4)煤电钻在每班使用前都必须有一次跳闸测试并必须设有检漏、漏电闭锁、过负荷、短路、远距离启动停止的综合保护系统,井下照明系统和信号设备必须要有短路、过载荷漏电保护的装置。

3.加强矿井通风系统的设施设备管理保证其正常运作和完好

煤矿的通风系统在保证煤矿的安全生产中是重要的一环,所以保证通风系统的供电至关重要,须做到以下几点:(1)主要通风设施须是同等能力的双系统、由两回路电源进行供电的装备配置,其线路上不能分接任何负荷,不论什么时候都应保证对其供电。(2)对系统设备必须定期检查检修,对主要通风机每三年至少进行一次性能测定,保证完好。(3)矿井必须安装两套同能力的主通风机,一台做备用,备用通风机器须能在10分钟内启动并具有反风功能,反风功能启动时要在10分钟内改变巷道风向,风向改变时,风机的供风量不得小于正常供风量的40%,对反风设备每季度进行一次检查,每年进行一次反风演习,并做好相关记录。

4.井下机电运输设备的管理必须认真做好

一是必须更新淘汰掉每台技术性落后不能符合煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井使用的设备,二是加强对井内设备的检修维护,特别是对供电系统和电气设备必须要按照《煤矿安全规程》四百八十八条至四百九十一条要求,各级管理人员和工作人员须认真进行检查:(1)采区值班电工每天对所负责区域的电气设备进行外部检查,发现问题及时处理。(2)井下电气设备的防爆检查员必须每月一次周而复始的检查井下的所有防爆电气设备(包括矿大和防爆运输设备)。(3)对井下的电气设备及其防爆设备,井口机运股长、机电队长、机电技术员要进行每周不下一次的专门检查,对防爆性能受到破坏的电气设备必须立即处理更换,并严禁继续使用。(4)井口分管机运的领导对井下的电气设备及其防爆要进行每十天不下一次的抽查。(5)对主要电气设备绝缘电阻的检查每六个月不得少于一次,每季对井下接地网的电阻进行一次检查测定。(6)移动式防爆电气设备由当班使用者和专责电工每班检查一次,对出现问题的设备必须立即处理,确保无问题后才能使用。(7)煤矿机电管理部门的领导对井下电气设备的情况必须进行随时的检查,发现问题及时对其整改。

5.做好对瓦斯抽放系统设备设施的管理,贯彻落实“先抽后采、检测监控、以风定产”的思想方针

瓦斯抽放泵必须有两回路直接由变(配)电所馈出的供电线路,此线路不得分接任何负荷。在条件限制的情况下,瓦斯泵与瓦斯泵可互引一回路作为备用。此外还需要定期的检查检修系统的设备设施,确保完好备用。

6.结论

在煤矿安全生产中“一通三防”是重中之重,尤其是在煤与瓦斯突出矿井中。综上所述机电运输是煤矿生产中最为关键的工作,是煤与瓦斯突出矿井搞好瓦斯治理和“一通三防”的重要保障,机电运输工作涉及面广技术性强,所以在煤与瓦斯突出矿井中必须加强管理,提高在岗人员的整体责任意识和技术水平,做好电力保障、设备更新维护、保证通风和瓦斯排放系统完好,才能为搞好煤与瓦斯突出矿井安全生产提供保障,安全生产综合管理水平才能得到提升。

【参考文献】

[1]赵国杰.技术经济学[M].天津大学出版社.

[2]黄新豪,等.工业建筑维修加固方案的多目标优化评定 故障分析与设备维修,1999.

突出矿井 篇4

煤矿安全生产直接关系着煤矿工人生命安全, 同时, 作为中国主要能源之一, 煤炭产量影响着社会经济发展。随着煤炭需求增加, 为了确保合理的煤炭供应结构, 煤矿开采深度不断加大。然而, 煤矿高效生产直接受煤矿灾害因素制约, 因此, 需要煤矿企业采取有效措施解决、治理煤矿瓦斯灾害。作为一种主要的区域瓦斯防治措施, 预抽煤层瓦斯是消除突出矿井危险的主要方式, 在煤层开采中广泛应用。

1 高瓦斯及突出矿井瓦斯灾害的发生因素

1.1 自然条件

突出矿井瓦斯灾害发生的根本条件是矿井煤层瓦斯赋存条件, 主要包括瓦斯涌出量、瓦斯含量、煤层透气性、地质构造、瓦斯压力等条件。同时, 影响这些矿井煤层瓦斯赋存条件的因素包括煤层倾角、煤层埋藏深度、煤的吸附特性等。例如, 在煤层倾角较大情况下, 煤层内瓦斯便易沿着地层向上排放, 从而降低瓦斯含量。而在煤层倾角较小情况下, 瓦斯排放困难, 瓦斯含量增加。而对于煤层埋藏深度而言, 在不受地质结构影响的煤层区域, 当煤层埋藏深度不太大的情况下, 煤层埋藏越深, 其瓦斯压力与含量越大。同时, 煤变质程度越大, 煤层瓦斯含量越大。此外, 煤层与周围岩层透气性越小, 煤层瓦斯含量越大。

1.2 技术因素

作为矿井瓦斯治理的关键因素, 矿井瓦斯治理技术对于突出矿井灾害治理具有重要作用, 但其仍存在一些问题。治理技术主要包括矿井通风、生产布局、瓦斯治理、防突技术等。其中, 防突技术是治理突出矿井瓦斯灾害的关键, 包括局部防治、区域防治。局部防治技术即为煤巷掘进工作面、石门揭煤工作面所实施的突出防治, 包括工作面防突措施、危险性预测、安全防护等。区域防治技术主要为煤层瓦斯抽采技术、保护层开采技术等, 包括区域防突措施、突出危险性预测、区域验证。

2 预抽煤层瓦斯技术概述

预抽煤层瓦斯指的是利用高密度钻孔对煤层瓦斯进行预抽, 从而抽采出周围煤体瓦斯, 使煤体瓦斯含量、压力下降, 保持在安全值范围。在预抽煤层瓦斯技术应用过程中, 随着煤体瓦斯不断抽采, 防止瓦斯积聚, 并增高煤体机械强度, 提高其抗破坏能力, 消除瓦斯突出危险。同时, 在预抽煤层瓦斯技术应用中, 对于不同煤层、不同瓦斯含量, 预抽方式不同, 目前中国常采用的预抽技术有底板巷道穿层钻孔预抽技术、地面钻井预抽技术、顺层钻孔预抽技术等, 这些技术可单一或联合使用。

例如, 在山西寺河煤矿“一矿三井”格局煤矿中, 寺河煤矿煤层含3个井区, 对3个井区进行瓦斯监测, 瓦斯含量、压力均不同, 具有不同瓦斯灾害等级。具体数据见表1。

在瓦斯治理中, 根据3个井区的不同瓦斯赋存情况应采用不同技术方式, 遵守分级治理、分区对待的原则, 按照先治理瓦斯不突出井区再治理突出井区、先选择瓦斯含量低后含量高井区的顺序, 采取不同模式的多级预抽技术, 实现该煤矿综合治理, 确保煤矿安全运营, 实现稳产、高产目的。

3 高瓦斯及突出矿井瓦斯灾害分级抽采技术

3.1 地面钻井预抽技术

地面钻井预抽技术即为在地面钻井抽采煤矿瓦斯, 从而减少采空区瓦斯总量, 解决煤层工作面上隅角瓦斯超限问题。利用地面钻井预抽, 在工作面回采后, 便可通过地面钻井抽采采空区内瓦斯。在具体操作中:a) 在工作面中部设置钻孔位置, 开孔直径约为310 mm;b) 将钻井施工至开采煤层顶板, 终孔直径约为90 mm, 两孔间距约为350 mm, 单个钻井范围为300 m×300 m。此外, 地面钻井预抽技术适用于煤层瓦斯预抽时间大于15 a、瓦斯含量大于16 m3/t的区域, 因此, 在本次研究的1井区、2井区均可采用地面钻井预抽技术, 以此降低瓦斯含量, 减少瓦斯含量。

3.2 顺层钻孔预抽技术底板巷道穿层钻孔预抽技术

在瓦斯预抽时间较短、瓦斯含量较高的煤层区域, 可联合使用顺层钻孔预抽技术、底板巷道穿层钻孔预抽技术。在操作过程中:a) 可先采用底板巷道穿层钻孔预抽技术抽采瓦斯, 在煤层底板巷内施工钻场, 并在钻场施工穿层钻孔, 且确保每个钻孔将整个煤层穿透, 孔径为75 mm左右, 孔深在70 mm~90 mm之间;b) 在确保底板巷道穿层钻孔预抽瓦斯达标后, 利用顺层钻孔预抽技术, 在煤层中掘进巷道进行顺层钻孔预抽, 钻孔孔深长800 mm~1 000 mm。例如, 在山西寺河煤矿1井区、2井区, 瓦斯含量均大于16m3/t, 为实现大面积区域预抽, 可联合使用顺层钻孔预抽技术、底板巷道穿层钻孔预抽技术。同时, 在顺层钻孔预抽技术过程中, 可采用煤层斜交顺层钻孔, 即在煤层工作面上、下顺槽处实施钻孔, 且确保两钻孔斜交交叉, 从而使相同断面的邻近钻孔平面相交, 集中应力产生于相交区内, 钻孔塑性区半径增加, 煤层透气性增加, 瓦斯抽采效果更好。底板巷道穿层钻孔预抽技术示意图如图1所示。

3.3 高位走向钻孔预抽瓦斯

顶板高位走向钻孔, 即在煤层工作面回风巷位置每隔90 m~120 m设置1个高位钻场, 并将10个~15个高位钻孔布置在每个钻场上, 从而抽采本煤层、邻近层回采后采空区内瓦斯。同时, 高位钻孔布置过程中, 可分别将3排钻孔布置在开采煤层上部40 m、30m、20 m处, 且每排均布置5个钻孔。此外, 钻孔采用的是Ф108 mm钻头。具体施工示意图如图2所示。

4 结语

作为煤矿安全生产的主要灾害, 高瓦斯、突出矿井瓦斯灾害对煤矿工人生命安全造成严重威胁, 需采取有效措施进行灾害治理、预防, 确保煤矿开采、生产安全, 解除瓦斯超限对煤矿开采的限制, 增加煤矿开采效率, 从而使煤矿生产出更多资源, 提高经济效益, 满足人们需求, 带动中国经济发展。对于高瓦斯、突出矿井瓦斯灾害治理而言, 可采取分级处理技术, 根据施工条件、瓦斯含量, 采用顺层钻孔递进式预抽、顺层钻孔预抽、底板巷道穿层钻孔预抽、地面钻井预抽技术等技术, 并可灵活联合运用各技术, 提高瓦斯抽釆效率, 最大程度降低瓦斯含量, 实现安全生产。

摘要:主要对瓦斯灾害的发生因素及预抽技术进行概述, 并进一步阐述高瓦斯及突出矿井瓦斯灾害的分级处理技术, 为瓦斯治理提供参考。

突出矿井 篇5

1 矿井概况及动力现象描述

永川煤矿位于重庆市永川区的新店子背斜北西翼中段, 矿区属于侵蚀构造地形, 低山丘陵地貌, 地面标高+316~+764.8 m。矿井开采的煤系地层属三叠纪须家河组第五段, 该地层含煤8层。主采7号 (大龙) 煤层, 其赋存稳定, 平均厚0.61 m, 平均倾角19°13′;矿井绝对瓦斯涌出量31.18 m3/min, 相对瓦斯涌出量99.84 m3/t, 属于高瓦斯矿井。

矿井进入-350 m水平开拓以后 (地表垂深大约800 m) , 掘进砂岩巷发生过100多次岩石动力现象[1]。全部动力现象都发生在煤层底板中粒砂岩层中, 每次都伴有异常现象 (岩块弹射、崩散) , 局部出现过瓦斯逆流。动力现象中大孔洞形状多为口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形、半球形等, 最大孔洞体积达46 m3;小孔洞形状多为口大腔小形或巷道帮上出现超掘的孔洞或巷道帮出现鱼鳞片状。抛出的岩石多数呈毫米级厚片状散落。每吨岩石瓦斯喷出量一般为数立方米到十几立方米, 最大为17.94 m3/t。

2008年8月发生突出, 工作面出现口大腔小的超掘孔洞和略带弧形的鱼鳞片石 (见图1) , 并且在顶板斜上方出现了高4 m、长5 m、深2.9 m的大型突出孔洞, 突出岩石量大约120 t。在放炮前几个循环瓦斯体积分数为0.1%~0.2%, 而放炮后出现约20 min煤油味、巷道成型不规则、周围锚杆失效快、打钻岩石变软等现象, 并且出现动力现象之前的出渣量与正常相比有所增加。放炮突出后最大瓦斯体积分数超过10%的时间持续10 min左右, 喷出距离有24~25 m, 全是颗粒带片状砂岩。

2 矿区地质构造研究与突出发生原因分析

2.1 区域地质构造特点

永荣煤田由新华系四川沉降带川东“隔挡式”构造西缘的华蓥山帚状构造向西南延伸的西山、螺观山、新店子和古佛山等背斜组成。区内向斜宽缓, 背斜紧密, 轴线呈北东—南西展布, 彼此间近于平行, 并成左列式雁行排列。各背斜层都伴有大规模的压扭性走向逆断层, 表明该区为压扭性应力较强区。

西山、螺观山、新店子和古佛山背斜在平面上构成一组向南东凸起的弧形构造, 新店子背斜位于弧形构造的中段。井田位于弧形的顶端, 属于构造应力集中区域。

2.2 井田构造应力

井田呈一不均匀的单斜构造。受区域构造的控制, 地层走向N40°~60°E, 倾向西北, 浅部陡 (倾角70°~50°) , 深部缓 (倾角35°~15°) 。由于西山背斜伸入纵贯井田走向的F1同向上冲逆断层是井田的主要断层, 其走向N40°~45°E, 倾向西北, 倾角45°~70°, 最大地层断距200 m。F10断层使井田下盘派生的大量羽状次级断层和F1断层使井田7号勘探线以北变得非常复杂, 并造成主采煤层层间滑动。7— 9号勘探线间区域为断层消失部位, 亦正是地层倾角陡缓变化的区域。

因此, 从区域构造应力角度来看, 本井田中段位于弧形构造的顶端, 在压扭性应力增高区;从井田本身构造来看, 井田处于断层消失部位及地层倾角陡缓变化地带, 按照地质力学和断裂力学原理, 该区域属于构造应力增高区[5,6,7]。

2.3 突出发动的力学分析

根据受压件单位体积内聚积的应变能公式u=δ2/E (式中:u为应变能;δ为压应力;E为弹性模量) , 可知应变能与压应力的二次方成正比, 与弹性模量成反比。由于中粒砂岩比细粒砂岩的弹性模量小, 因此中粒砂岩积聚的能量大于细粒砂岩的能量。同时, 杉木炭较软而中粒砂岩较硬, 力学性质反差大, 易造成地应力异常, 使中粒砂岩地应力集中, 积聚较多的弹性势能。

2.4 放炮诱导

岩石被破坏主要是炸药爆破的冲击应力波的动作用与爆生气体的静作用综合的结果。爆落岩石突然解除工作面前方岩体所受约束力, 原来承受三向应力的岩体转变为平面应力状态, 岩石强度降低, 提高了岩石突出破坏的可能性。

杉木炭在成煤和变质过程中所产生的瓦斯很容易向顶底板中粒砂岩中运动积聚, 形成高压瓦斯。但钻孔测定资料表明, 砂岩中瓦斯含量远小于煤层, 砂岩中只有游离瓦斯而无吸附瓦斯的存在, 因此, 瓦斯在岩石突出动力现象的发生和发展中仅起次要作用。

3 岩巷开挖数值模拟分析验证

运用有限元程序的瞬态分析模块模拟掘进应力变化。瞬态动力分析 (Transient dynamic analysis) 是用于确定结构在与任意随时间变化载荷作用下动力响应的一项技术。当结构受到动载荷或同时受到静、动载荷作用, 且所研究问题中惯性效应或阻尼效应较重要时, 可以采用该方法得到随时间变化的位移、应变及应力。

岩石巷道开挖后围岩应力重新分布, 在巷道周围形成破碎区、塑性区和原岩应力区;巷道表面裂隙发育。根据巷道实体应力建立掘进模型[8], 见图2—3。

由图2可知, 巷道两侧出现了应力增高区, 巷道隅角受到的水平剪切应力作用大, 两肩角应力集中范围大于底角。由图3可知, 巷道帮部出现较大范围塑性区, 底部为拉伸应力区, 其余为已经屈服的塑性区域。在工作面前方形成卸压区、应力增高区和原岩应力区, 在卸压区和应力增高区之间形成支承压力平衡区, 处于强度破坏后的状态。工作面在垂直应力作用下, 顶板通过剪力和弯矩将覆岩载荷转向深部, 在应力增高区和卸压区之间形成较大的应力梯度, 砂岩体从较大裂隙的尖端开始扩展出现层裂破坏。

由于自重应力和构造应力的作用, 岩石处于三向应力状态。巷道掘进形成的自由面使岩体由三向应力变为二向应力状态, 同时产生附加载荷——掘进应力, 使围岩应力重新分布。掘进应力、自重应力、构造应力的叠加, 出现局部地应力集中, 大大超过围岩的极限强度。加之中粒砂岩脆性大, 不易产生塑性变形, 在不能缓慢释放能量时, 容易发生岩石动力现象。

4 中细粒砂岩物理力学特征分析

4.1 岩石构造与物理力学性质

矿井出露最老地层为三叠系下统飞仙关组暗紫色钙质泥岩, 其上依次为嘉陵江组石灰岩 (厚约400 m) 、须家河组陆相砂泥岩含煤地层 (厚约640 m) , 再往上为侏罗纪紫红色泥岩、砂质泥岩及薄层砂岩。发生岩石动力现象的地层属于上三叠纪须家河组第四段中粒砂岩, 该段砂岩位于主采7号煤层之下43 m, 上覆垂深达到700 m左右, 有较大的自重应力。

中粒砂岩 (中粒岩屑长石砂岩) 呈麻灰色, 中粒状结构, 块状构造, 胶结紧密, 质地均匀, 具砂糖状断口, 缓波状水平层理发育, 岩石易于沿此断裂, 且含方云母片极少, 脆性大;细粒砂岩 (细粒含白云母长石岩屑砂岩) 为细粒状圆柱结构, 含较多的白云母碎片及暗色矿物, 层理、裂隙构造均不发育。两者颗粒状均以次圆柱为主, 有少量次菱角状和圆柱, 细粒砂岩含0.10~0.20 mm的颗粒70%以上, 中粒砂岩含0.20~0.30 mm的颗粒70%以上。钻孔取芯后对中、细粒砂岩物理力学性质进行测定, 结果见表1[1]。

4.2 中细粒砂岩不同围压条件下的力学特征

在MRS815试验机上试验时, 中粒砂岩与细粒砂岩在不同围压下的三轴主应力曲线见图4, 可以看出, 中粒砂岩比细粒砂岩在各种围压条件下的强度都低, 相比之下产生塑性变形的能力弱, 抵抗破坏的能力中粒砂岩比细粒砂岩小。因此, 中粒砂岩容易产生动力现象。

实验得出, 细粒砂岩比中粒砂岩的极限抗压强度大13%, 三轴抗压强度大15.69%;黏聚力大30%;颗粒粒径小30%~50%;泊松比大33%;坚固性系数大6%。从现场出现的情况分析得出, 中粒砂岩分层呈现缓波水平层理, 岩石易于沿此断裂, 细粒砂岩分层层理不发育。

5 结论

1) 永川煤矿发生岩石动力现象是以地应力为主导的突出, 因构造应力大并伴有掘进应力的作用, 所以自重、掘进、构造、爆破诱导等应力的叠加是发动岩石突出的主要动力。

2) 该次突出岩块中含有大量砂岩粒和粉尘, 岩层呈片状、碎屑状, 岩体中形成孔洞, 岩石抛掷较远, 证明了此岩石动力现象不是单纯的冲击地压, 而属于有瓦斯参与的岩石突出, 但瓦斯未起主导作用。

3) 中粒和细粒砂岩所处的地应力条件基本相同, 但由于二者结构与力学性质的差异, 导致细粒砂岩未发生突出, 而中粒砂岩发生了突出。

4) 随着开采深度的增加, 构造应力、自重应力和瓦斯含量都会加大, 次级构造的影响也会加大构造应力, 中粒砂岩突出强度会加大, 在应力叠加超过细粒砂岩的抗压强度临界值的同时, 细粒砂岩也有可能会发生突出。

5) 研究中、细粒砂岩结构和物理力学性质的差异, 以及矿井深部构造应力作用, 分析以地应力为主导因素的岩石突出机理, 对矿井深部尤其是地质构造强烈区域的突出加强认识, 并对煤矿的安全生产有着重要的控制作用。从地质力学、数值模拟和实验研究的角度, 认识构造地应力为主导因素的岩石突出也具有重要的理论和实际意义。

参考文献

[1]重庆地区煤与瓦斯突出防治技术[Z].重庆:重庆市煤炭学会, 2005:373-378.

[2]胡千庭.煤与瓦斯突出的力学作用机理及应用研究[D].北京:中国矿业大学, 2007.

[3]韩军, 张宏伟, 朱志敏, 等.阜新盆地构造应力场演化对煤与瓦斯突出的控制[J].煤炭学报, 2007 (9) :934-938.

[4]朱兴珊, 徐凤银.论构造应力场及其演化对煤和瓦斯突出的主控作用[J].煤炭学报, 1994 (3) :304-314.

[5]郭德勇, 王新义.煤与瓦斯突出的构造物理环境及其应用[J].北京科技大学学报, 2002 (6) :581-584.

[6][苏]霍多特B B.煤与瓦斯突出[M].宋士钊, 王佑安, 译.北京:中国工业出版社, 1966.

[7]刘咸卫, 曹运兴.正断层两盘的瓦斯突出分布特征及其地质成因浅析[J].煤炭学报, 2000 (6) :571-575.

突出矿井 篇6

钻孔喷孔的机理与普通意义上的煤与瓦斯突出机理是一样的, 但是钻孔施工过程中因环境与打钻所引起的应力变化等原因, 钻孔喷孔的机理有其主要特点, 根据这些特点云盖山煤矿二矿自主研发、改进, 最后总结出了自己的一套防喷孔、防瓦斯系统。

1 防喷装置的类型

基于穿层钻孔施工期间喷孔的机理, 现场如不采取有效的防喷措施, 喷出的煤体与瓦斯会充填钻场与巷道, 造成瓦斯超限或人员伤亡, 因此在穿层钻孔施工过程中防喷装置的使用具有很重要的意义。

1.1 Ⅰ代防喷装置的 (见图1)

第一代防喷装置采用纯负压分散治理喷孔与瓦斯, 优点:实现钻孔施工过程中瓦斯与煤的分离工作, 保证巷道瓦斯不超过规定;缺点:发生喷孔时, 大量的瓦斯与煤体喷出易造成负压吸气管路阻塞, 不能彻底根治喷孔期间的瓦斯与煤体的喷出。

1.2 Ⅱ代防喷装置 (见图2)

第二代防喷装置采用纯负压集中治理喷孔与瓦斯, 在Ⅰ代防喷装置原基础上增设2次煤气分离步骤, 实现煤、瓦斯的隔绝治理。优点:实现钻孔施工过程中两次集中进行瓦斯与煤的分离工作, 完全隔绝煤体与瓦斯, 实现全隔离治理;缺点:发生喷孔时, 大量的瓦斯与煤体喷出易造成负压吸气管路阻塞, 在煤体与瓦斯压力作用下, 管路连接处易脱落, 脱落后, 煤体与瓦斯大量进入巷道, 造成瓦斯超限及人员伤亡, 不能彻底根治喷孔期间的瓦斯与煤体的喷出。

1.3 Ⅲ代防喷装置 (见图3)

第三代防喷装置采用纯负压集中治理喷孔与瓦斯, 在Ⅱ代防喷装置原基础上增设喷孔缓冲气囊, 实现煤、瓦斯的隔绝治理及喷孔放压管理。优点:实现钻孔施工过程中不仅实现进行瓦斯与煤的分离工作, 完全隔绝煤体与瓦斯, 实现全隔离治理, 气囊的添加还实现了钻孔喷孔压力释放的作用, 避免了发生喷孔时, 大量的瓦斯与煤体喷出易造成负压吸气管路阻塞, 解决了煤体与瓦斯压力作用下, 管路连接处易脱落等问题, 从根本上解决了钻孔喷孔及瓦斯治理工作, 经过现场实施及运用已经得到了极大地认可。

2 项目研究的目的与意义

自防喷装置开始研发至完善共经历两次大改造, 实现了“流煤孔开放向密闭、煤粉分散向集中”的改进理念, 全面隔绝钻孔与外部联系, 实现喷孔、瓦斯的闭合式治理。

钻孔施工防喷装置技术研究之后, 可在突出矿井底抽巷施工抽放钻孔及水力冲孔, 采用“边钻进边分离边抽采”, 高效解决了钻孔施工期间的喷孔及瓦斯治理工作, 对底抽巷穿层钻孔施工具有革新式意义。

3 项目研究的主要内容和方法

底抽巷穿层钻孔施工瓦斯治理工作一直以来都是我矿安全工作的重中之重, 而钻孔施工防喷又是施工管理的一个关键环节, 随着穿层钻孔施工技术的一步步迈进, 瓦斯治理形式一步一步的严峻, 老式技术已经不能满足生产需要, 急需改进及创新。

2015年云盖山煤矿二矿组织人员在23302运输顺槽底抽巷施工穿层钻孔, 在施工期间, 抽放队人员首先使用一代防喷装置施工, 经过现场问题的不断暴露和施工人员的反馈, 抽放队技术人员在矿井的带领下不断创新与改进, 最终研制出第三代防喷装置, 经过现场试验与后期使用, 已完全满足施工现场防喷需要。

施工期间技术要求:

(1) 施工前, 现场施工负责人员对负压抽放管路进行全面排查, 在确认管路连接可靠及管路负压正常后方可施工;

(2) 抽放软管连接口处要使用专用管箍进行紧固, 防止抽放管路脱节造成瓦斯超限;

(3) 钻孔施工过程中必须坚持“慢进、多排”的原则, 严防塌孔造成孔内瓦斯积聚;

(4) 钻孔施工过程中出现塌孔造成钻孔阻塞时, 应及时停止钻进, 同时进行前后不停刷孔直至钻孔畅通;

(5) 处理塌孔期间, 施工人员应随时观察孔内瓦斯排放情况;

(6) 发生喷孔时, 应立即停止施工, 利用负压进行连抽, 待压力充分释放后方可进行处理。

4 研究成果效果评价

防喷装置的研发, 不仅为以后穿层钻孔施工技术提供支持, 而且为以后施工现场安全可靠提供保障, 对穿层钻孔施工具有深远的意义, 使底抽巷穿层钻孔施工管理又迈进了一大步。

5 结论

突出矿井底抽巷穿层钻孔施工喷孔现象是施工期间存在的重大问题, 不仅威胁着井下施工人员的生命安全, 也直接影响着矿井的采掘接替, 治理穿层钻孔喷孔现象, 必须摸清穿层钻孔喷孔的机理、各方面的性质及规律, 根据云盖山煤矿二矿底抽巷穿层钻孔施工的实际情况, 在矿井不断的创新及改进下, 为穿层钻孔施工提供了防喷经验与技术, 为以后穿层钻孔施工打下了良好的基础。云盖山煤矿二矿在穿层钻孔施工过程中不断摸索, 通过科学分析、大胆实践、认真总结、不断完善, 不仅为本矿底抽巷穿层钻孔施工提供出一套可行、可靠的方案与设施, 同时也为兄弟矿井的提供了丰富的实践经验, 穿层钻孔防喷装置的探讨、运用, 也将成为云盖山煤矿二矿及兄弟矿井穿层钻孔施工的主要方法, 也是下步创新与改进的基础, 应用前景广阔。

参考文献

[1]秦伟, 许家林, 吴仁伦, 胡国忠, 王中伟, 田根万.基于CFD模拟的邻近层穿层钻孔瓦斯抽采优化设计[J].采矿与安全工程学报, 2012 (01) :111-117.

[2]冷峰, 杨宏民, 舒晓波, 马宏宇.寺家庄矿下向穿层钻孔煤巷条带预抽技术应用[J].煤炭工程, 2012 (04) :10-12.

[3]刘明举, 郭献林, 李波, 王冕.底板巷穿层钻孔水力冲孔防突技术[J].煤炭科学技术, 2011 (02) :33-35+50.

【突出矿井】推荐阅读:

高瓦斯突出矿井05-09

突出05-02

突出学生06-01

突出实用06-04

突出目标06-08

两个突出06-20

突出深化06-29

主体突出07-02

突出预警07-27

突出应用07-28

上一篇:小秦岭成矿模式下一篇:区域教育信息化