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棗莊礦區瓦斯涌出異常區的治理對策研究

  
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  從圖1中可以看出,風流轉彎時,在隅角處(ADE)形成渦流,風流轉彎后在內邊壁也形成渦流區,一般X≤1.2d,風速分布變異長度L隨摩擦阻力系數的增大而減少,對于工字鋼支護和錨網支護巷道,L為(8-10)d,當然,對于實際采煤面開采時,影響回風隅角瓦斯涌出的因素還很多,但可以確定采空區瓦斯是回風隅角瓦斯的主要來源。
  在瓦斯涌出異常區,遇到最多的問題就是采煤工作面回風隅角瓦斯濃度超限。最有效的治理方法就是在回風巷中安設抽排風機,通常的做法是在距工作面煤壁60~80m處安設FSD2×18.5kw對旋抽壓式局部通風機,在風機吸風側安裝使用可縮剛性風筒,將風筒吸風口延至上隅角切頂柱之間頂板下0.5m處,排風側安裝使用普通柔性風筒,將抽排的瓦斯直接引入采區回風巷中,并在吸風側風筒內與排風側風流匯合處安設甲烷傳感器,調節抽排風機吸風量,使抽排風筒內風流中瓦斯濃度不超過3%,排風側風流匯合處瓦斯濃度不超過1%。
  4.3合理加大風量,降低瓦斯濃度
  4.3.1采煤工作面
  當采煤工作面初次放頂和周期來壓時,由于頂板垮落,采空區瓦斯(包括本面已采區、上分層已采區、上層煤已采區)大量涌出時,可以通過合理加大工作面風量稀釋瓦斯,并把瓦斯盡快排走。最大風量以工作面風速不超過4m/s為限,一般可達到1500~1800m3/min,同時要加強工作面的綜合防塵工作,確保回風流中煤塵不超限。
  4.3.2掘進工作面
  當掘進工作面遇到地質變化時,瓦斯涌出量會突然增大,此時,為確保正常的安全生產,可采用的雙風機供風,使掘進工作面風量達到400~800m3/min,最大風量以掘進巷道風速不超過4m/s為限。同時要加強掘進工作面的綜合防塵工作,防止回風流中煤塵超限。
  4.4設置導風簾
  為降低回風隅角瓦斯濃度,可用風筒布等材料在工作面中安設一道斜簾子,把經過工作面的風量盡可能多地引向回風隅角,沖淡瓦斯,確保回風隅角瓦斯濃度不超限。
  4.5安設安全監控系統
  對礦井所有采掘工作面和其它一些重要地點安設瓦斯傳感器,并具有斷電功能,當某點瓦斯濃度超限時,能自動報警并斷電,確保不發生瓦斯爆炸事故。地面中心站主機內設有語言報警裝置,當瓦斯超限時,發出語音報警提示,根據需要,中心站也可手動控制斷電或復電。
  4.6雙風機、雙電源、自動切換分風
  對瓦斯涌出異常區,局部通風管理難度最大。為提高局部通風的可靠性,近年來我們在部分礦井采用雙風機、雙電源,通過JDQB——2J局部通風機雙電源自動切換裝置(無錫吉安防爆電器廠)實現自動切換,大大提高了局部通風機的可靠性。即安裝兩臺局部通風機,兩路電源,一臺運轉,一臺備用。檔其中一臺因故停風時,另一臺會在5分鐘之內自動啟動。當故障消除后,會自動切換到另一臺風機。
  4.7布置鉆孔預抽排瓦斯
  為掌握瓦斯治理的主動性,對采空區或地質構造帶積存的高濃度瓦斯,可以提前布置鉆孔,利用瓦斯抽排泵抽排瓦斯,把瓦斯濃度抽排帶安全線以下,確保今后采掘活動的安全可靠。
  5治理效果
  我們推行上述技術措施以后,棗莊礦區瓦斯涌出異常區的安全狀況明顯好轉,瓦斯超限的地點和次數大幅下降,杜絕了瓦斯爆炸事故的發生,瓦斯治理效果非常明顯,如表1、圖2所示。

  表1瓦斯涌出異常區瓦斯超限次數表
  Tab.1Thetimesofgasexceededrestrictingofgasabnormaleffusingarea
  

?

?

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一季度

二季度

三季度

四季度

合計

1999

17

11

14

12

54

2001

11

10

7

8

36

2002

5

4

4

2

15


  6結論
  瓦斯涌出異常區給礦井安全生產帶來了嚴重威脅,但是,只要我們對瓦斯涌出異常區的安全工作給與充分重視,因地制宜采取相應措施并實施到位,完全可以對其進行有效控制,保障生產全順利地進行。
  實踐證明,我們通過研究制定的上述方法、對策是有效的、可行的,對瓦斯涌出異常區的有效治理具有較高的借鑒意義。

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