礦井均壓治理瓦斯、防滅火技術(shù)分析探究

萬貴平

棗礦集團三河口礦業(yè)有限責(zé)任公司 山東棗莊 277000

1 均壓通風(fēng)治理技術(shù)原理分析

1.1 調(diào)節(jié)風(fēng)窗均壓

通過布設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，減小采空區(qū)與工作面之間的壓差，形成采空區(qū)窒息帶，有效減少采空區(qū)內(nèi)瓦斯等有害氣體涌入工作面內(nèi)。該方法主要適用于采空區(qū)內(nèi)存在并聯(lián)漏風(fēng)并已出現(xiàn)自燃傾向的情況[1]。

1.2 改良工作面通風(fēng)系統(tǒng)

對工作面通風(fēng)系統(tǒng)的改良實質(zhì)上就是改變局部通風(fēng)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)工作面實際情況采用不同方式安裝使用均壓通風(fēng)設(shè)施，調(diào)整對應(yīng)區(qū)域內(nèi)通風(fēng)阻力。采用這種調(diào)節(jié)方式，能夠在工作面供風(fēng)量不變的情況下，大幅縮減采空區(qū)漏風(fēng)通道壓力差值，從而有效抑制采空區(qū)漏風(fēng)及自燃現(xiàn)象。

1.3 設(shè)置并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

開放并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)能夠縮短風(fēng)流通道，減少通風(fēng)風(fēng)量和漏風(fēng)風(fēng)量，減小自燃帶寬度，促使窒息帶前移。這種方式適應(yīng)用于允許風(fēng)量降低的情況。

1.4 調(diào)節(jié)設(shè)施與風(fēng)機聯(lián)合均壓

在工作面中有時單純設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)施，會造成工作面供風(fēng)量減少，從而影響正常作業(yè)開展。因此，要在確保通風(fēng)量正常的情況，最大程度抑制采空區(qū)漏風(fēng)及煤炭自燃，需針對性采取調(diào)節(jié)設(shè)施與風(fēng)機聯(lián)合均壓的方式。作業(yè)時，分別在進風(fēng)巷與工作面中設(shè)置調(diào)壓風(fēng)機與調(diào)節(jié)設(shè)施，在保證供風(fēng)量的同時降低工作面整體壓力，實現(xiàn)對采空區(qū)漏風(fēng)的有效防治，避免采空區(qū)漏風(fēng)及遺煤自燃[2]。

2 工程概述

山東省三河口礦業(yè)有限責(zé)任公司（以下簡稱“三河口煤礦”）是煤與瓦斯突出礦井，3上煤層、3下煤層均為自燃煤層，具有發(fā)生內(nèi)因火災(zāi)的可能性。3下2326工作面位于三采區(qū)中部，東部為F12-4支斷層（∠70°，H=0-35m），西部為補5斷層（∠70°，H=0-20m），工作面位于2條斷層之間，根據(jù)地質(zhì)資料及工作面掘進時的情況，該面原始瓦斯含量為3.78m3/t。兩工作面在末采階段均發(fā)生采空區(qū)瓦斯異常涌出現(xiàn)象和漏風(fēng)壓差過大現(xiàn)象，全部通過均壓通風(fēng)得以有效控制，顯著提高了作業(yè)安全。

3 礦井通風(fēng)存在的問題和均壓通風(fēng)防治分析

3.1 問題表現(xiàn)

3下2326工作面在推采至二水平回風(fēng)巷下方時，煤巖厚度在7-26m,大巷圍巖受采動與構(gòu)造應(yīng)力疊加、尾部過斷層影響，瓦斯通過圍巖裂隙向工作面涌出。另有3下2324綜采面剛剛回撤結(jié)束，3上、3下兩綜采面應(yīng)力疊加，導(dǎo)致兩采空區(qū)瓦斯通過裂隙連通，形成高濃度瓦斯庫。作面切眼推采至2326材料巷原冒頂封閉巷道區(qū)段，封閉老巷內(nèi)瓦斯較高，導(dǎo)致冒頂封閉巷道內(nèi)的高濃度瓦斯通過煤巖裂隙向采空區(qū)涌出，導(dǎo)致隅角瓦斯較高[3]。

3.2 處置方式

針對存在的問題，采取改良局部通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方式進行均壓調(diào)節(jié)，一是工作面材料巷擺設(shè)支架處及時臥底，增加巷道斷面，減小工作面進風(fēng)巷通風(fēng)阻力。二是增設(shè)工作面均壓調(diào)節(jié)設(shè)施，抑制采空區(qū)漏風(fēng)及煤炭自燃。均衡3下2326綜采面采空區(qū)的高負(fù)壓，控制3上、3下兩采空區(qū)瓦斯裂隙連通，一是將二水平回風(fēng)巷密閉拆孔卸壓，形成二水平回風(fēng)巷的負(fù)壓區(qū)，平衡3下2326綜采面采空區(qū)的高負(fù)壓，將采空區(qū)氣體通過二水平回風(fēng)巷直接排至輔助回風(fēng)巷，減少瓦斯向工作面隅角積壓。二是工作面材料巷擺設(shè)支架處及時臥底，增加巷道斷面，減小工作面進風(fēng)巷通風(fēng)阻力?；謴?fù)礦井瓦斯抽采系統(tǒng)，敷設(shè)抽放管路進行隅角氣體抽放。加強隅角氣體檢測，增設(shè)擋風(fēng)簾稀釋隅角瓦斯，安排三班瓦斯檢查員現(xiàn)場監(jiān)管。做好瓦斯監(jiān)測，對2326材料巷密閉進行觀察，根據(jù)采空區(qū)裂隙情況，拆孔稀釋老巷內(nèi)瓦斯，如圖1所示。

圖1 2326瓦斯均壓通風(fēng)治理示意圖

3.3 應(yīng)用效果分析

由于3下2326工作面瓦斯含量相對較高，造成開采區(qū)域正常采掘期間釋放量相對較高，再加上相鄰上層采空區(qū)的瓦斯涌出，對采煤工作面造成較大威脅，通過瓦斯均壓通風(fēng)治理，其與采空區(qū)漏風(fēng)區(qū)壓力值顯著提升，使得采空區(qū)瓦斯涌出得到有效控制，工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛瓤刂圃诹?.15%以下，隅角瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.2%以下，上覆采空區(qū)內(nèi)瓦斯、一氧化碳和氧氣濃度均在可控范圍內(nèi)，減小了采空區(qū)氧化自燃的可能性，隨后2326綜采工作面回采中未出現(xiàn)瓦斯及CO異常現(xiàn)象。

4 結(jié)語

瓦斯、火災(zāi)兩重大風(fēng)險疊加，長期以來一直是威脅井下生產(chǎn)作業(yè)安全的重要因素之一，如何均壓采空區(qū)瓦斯防治、消除自燃，對于提升礦井生產(chǎn)作業(yè)綜合效益有著不可替代的積極意義。礦井管理者必須高度重視相關(guān)問題，在生產(chǎn)中積極組織專業(yè)技術(shù)人員，結(jié)合礦井生產(chǎn)實際，對瓦斯防治開展針對性分析，總結(jié)行之有效的防治措施，以實現(xiàn)對井下瓦斯、火災(zāi)的有效治理，實現(xiàn)對礦井生產(chǎn)安全的有效保障。