西安科技大学工程硕士论文复杂地质构造松软煤层高瓦斯长巷掘进通风技术实践研究.docx

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西安科技大学工程硕士论文复杂地质构造松软煤层高瓦斯长巷掘进通风技术实践研究

论文题目:

复杂地质构造松软煤层高瓦斯长巷掘进通风技术实践研究

 

摘要

瓦斯灾害是煤矿地下开采过程中危害最大的自然灾害,解决高瓦斯矿井煤巷掘进工作面瓦斯灾害的主要措施是依靠掘进通风机通风,而掘进通风机作为常年运转的设备,易出现故障,造成掘进工作面瓦斯积聚,甚至酿成瓦斯爆炸事故。

随着掘进工作面的推进,掘进工作面长度的增加,单巷掘进通风技术难度和管理难度也不断增加。

复杂地质条件对煤层瓦斯含量有重要的影响,在地质构造带内存在大量裂隙,掘进过程中瓦斯涌出不均匀,增加掘进通风的难度。

松软煤层在采动的影响下,极易破碎,造成煤壁在暴露初期瓦斯涌出量增加。

在高瓦斯、复杂地质构造、松软煤层中进行长巷掘进,掘进通风技术研究的主要内容是选择合适的掘进通风设备包括掘进通风机和风筒;创造先抽后掘的条件;合理的通风方案;合适的锚网支护参数;瓦斯监测监控。

其关键技术路线是要选择大功率对旋式风机;大直径特制风筒;设计合理通风方案;喷浆封闭巷道;先抽后掘;完善安全保障体系,合理地向掘进工作面配风,控制瓦斯涌出量,使供给的风量能够稀释瓦斯浓度到安全浓度以下,创造良好气候条件,在技术可行、经济合理的前提下,达到安全掘进长巷、布置长走向采煤工作面的目的,为矿井的高产高效服务。

研究结果表明:

在复杂地质构造、高瓦斯、松软煤层长巷中掘进,采用大功率对旋式掘进通风机通风,大直径风筒供风为主要手段,再通过喷浆封闭巷道,减少后巷瓦斯涌出,选择合理通风方案,减少单巷供风的长度,对瓦斯监测监控,及对煤层进行瓦斯抽放、安全措施到位等手段综合治理瓦斯灾害,能够达到安全掘进的目的。

在复杂地质构造、高瓦斯、松软煤层中长巷掘进通风技术在试验矿井靖煤公司大水头煤矿试验成功,取得良好的效果,该项技术有一定推广价值。

关键词:

复杂地质构造;松软煤层;长巷掘进;高瓦斯;通风技术

 

1绪论

1.1前言

煤矿地下开采,受到矿井瓦斯、矿尘、矿井水灾、矿井火灾、顶板事故等自然灾害的严重威胁,其中矿井瓦斯灾害造成的危害是煤矿开采过程中的事故灾害之首。

在近代煤炭开采史上,瓦斯灾害每年都造成许多人员的伤亡和国家财产的具大损失,我国20世纪60~90年代,矿井生产技术相对落后,矿井瓦斯防治以通风为主要手段,瓦斯监测主要使用瓦斯检定器,矿井安全生产条件差。

进入21世纪,煤矿生产技术条件有很大的改善,瓦斯灾害仍然威胁着矿井的安全生产。

近两三年,我国煤矿瓦斯事故不断,其中黑龙江鸡西城子沟煤矿特大瓦斯爆炸事故、郑煤集团公司大平煤矿煤与瓦斯突出及瓦斯爆炸事故、陕西铜川煤业集团陈家山煤矿瓦斯爆炸事故,造成百人以上的人员伤亡和重大财产损失,给人们带来惨痛的教训。

统计数据表明,在煤矿井下最易发生瓦斯爆炸的地点是采掘工作面,如1970~1979年瓦斯爆炸次数统计中,发生在掘进工作面的次数达到41%。

所以,如何预防掘进工作面瓦斯事故对于高瓦斯矿井显得尤为重要。

掘进工作面容易发生瓦斯爆炸的原因归纳起来有两点,一方面,这些地点采用掘进通风机通风,掘进通风机作为常年运转的设备,极易出现故障,造成风机停转,从而导致掘进工作面停风,而风筒在送风时沿途破口和接头存在漏风,造成掘进工作面有效风量降低,不能稀释排出瓦斯,造成瓦斯积聚;另一方面,放炮、掘进机械、掘进通风机、电钻等设备,易产生高温火源。

在高瓦斯矿井煤巷掘进中,通风技术难度和通风管理难度较大,单巷掘进长度受诸多因素的影响,瓦斯涌出量的大小是其主要影响因素之一。

而瓦斯涌出量的大小与煤层瓦斯含量、地质构造、煤层的破碎程度、煤层露头、围岩透气性等因素有关。

在复杂地质构造、高瓦斯、松软煤层进行长巷掘进,其通风技术的关键是要解决如何合理地向工作面配风,在整个掘进过程中,冲淡稀释掘进工作面与后巷瓦斯浓度在安全浓度以下,防止瓦斯积聚,防止煤尘飞扬,不断加强管理,达到安全掘进的目的。

通过对靖远煤业公司大水头矿井东一采区走向长1631m工作面长巷掘进通风技术的实践研究,总结出在高瓦斯、复杂地质条件下、松软煤层中长巷掘进的通风技术,在现场指导完成包括开切眼在内1800m长的巷道掘进任务的同时,总结出了在同等条件下较为先进的掘进通风技术,对今后高瓦斯矿井煤巷掘进通风提供理论指导。

该项技术的研究成果在甘肃省乃至全国高瓦斯矿井煤巷掘进通风中具有一定先进性,在复杂地质构造、高瓦斯、松软煤层进行长巷掘进,该技术有一定推广价值。

在开采技术不断发展,国家对于矿井安全生产要求越来越高,高产高效矿井不断涌现的今天,大型机械设备的应用,采煤工作面走向长度不断增加,煤矿开采对各项技术的要求越来越高,对掘进通风技术也会提出更高的要求,掘进通风技术的研究和应用也将迈上一个更高的台阶。

1.2选题的背景及研究的意义

1.2.1选题的背景

近年来,随着我国煤矿开采深度的增加,掘进工作面单进水平的提高,掘进速度的加快,煤壁暴露面的瓦斯泄放速度也在增加,致使掘进工作面的绝对瓦斯涌出量大大提高,瓦斯灾害日趋严重,特别是煤巷独头掘进工作面瓦斯事故频发。

解决煤巷掘进工作面瓦斯灾害的主要措施是依靠掘进通风机通风。

而掘进通风机作为常年运转的电机设备,由于各种原因常出现各种故障,造成掘进工作面瓦斯积聚,甚至酿成事故。

对于瓦斯涌出量较大的矿井,掘进工作面掘进通风机的数目有时高达3~4台,不仅耗电量大,而多风筒供风造成掘进巷道断面缩小,且长巷供风风筒损耗大,且风筒漏风,工作面有效风量率降低[1]。

所以对高瓦斯矿井,瓦斯涌出量成为制约巷道掘进长度的关键因素。

另外,随着矿井机械化程度的提高,高产高效矿井长走向、大断面采煤工作面的普及与推广,巷道掘进长度不断增加,对长巷掘进通风技术提出了更高的要求[2]。

地质构造是影响煤层瓦斯含量的重要因素之一。

在围岩低透气性条件下,封闭型构造有利于瓦斯的储存,而开放型地质构造有利于排放瓦斯。

其中断层对瓦斯含量的影响比较复杂,一是断层(带)的封闭性,二是与煤层接触的对盘岩层的透气性。

开放性断层,无论与地面是否相通,断层附近的煤层瓦斯含量会降低;封闭性断层,煤层对盘透气性低时,阻止瓦斯释放。

如果地质构造复杂,既有开放性断层,又有封闭性断层,煤层瓦斯含量就会不稳定,掘进时瓦斯涌出量具有不均衡性,如果裂隙发育,采掘过程中出现瓦斯异常涌出。

瓦斯涌出的不均衡性会影响安全掘进[3]。

软煤层也影响煤层瓦斯含量。

如果煤层硬度小,透气性差,瓦斯含量高,同时在采动的影响下容易破碎产生裂隙,采掘过程中瓦斯涌出量增加,对于安全掘进影响较大[4]。

靖远煤业公司大水头煤矿东一采区布置走向长1631m超长工作面,目的是提高工作面可采储量,减少大吨位综采设备搬家次数,减少回撤封闭的材料、人工投入,为矿井持续稳定高产创造条件,同时由于各种费用的减少,使吨煤成本下降,经济效益提高。

该区域是在高瓦斯、软煤层、复杂地质构造、煤尘具有爆炸性的自然条件下,准备采区及工作面,进行长巷掘进,掘进通风技术难度大,该项技术是否具有可行性,成为一项有待研究的课题。

1.2.2研究的意义

掘进通风是生产矿井通风的组成部分,是井巷掘进的必要条件,也是实现安全生产的重要前提。

掘进通风的特点在于井巷独头部分不能形成贯穿风流,必须使用导风设施,使新鲜风流和污风分开,且多数需要通风动力设备。

随着掘进长度增加,掘进工作面有效风量会降低,在一定程度上不能满足掘进工作面的需风量。

对瓦斯涌出量大的煤矿,其瓦斯涌出量成为影响煤巷掘进长度的关鍵因素,采掘过程中采用任何一种单一瓦斯治理方案,往往无法有效治理采面瓦斯超限,只有结合多种瓦斯治理方案,才能达到预期的效果。

在复杂地质构造、高瓦斯、松软煤层长巷掘进,受瓦斯涌出量的影响,掘进通风技术和管理技术难度大。

复杂地质构造、高瓦斯、松软煤层长巷掘进通风技术的研究,在现场中指导完成了靖远煤业公司大水头矿东一采区在复杂地质构造、高瓦斯、松软煤层,煤尘具有爆炸性的条件下,完成走向1631m超长工作面长巷掘进,布置工作面,提高工作面可采储量,减少大吨位综采设备搬家次数,减少回撤封闭的材料、人工投入,为矿井持续稳定高产创造条件,同时由于各种费用的减少,使吨煤成本下降,经济效益提高。

研究总结出复杂地质构造、高瓦斯、松软煤层掘进中先进科学的掘进通风技术,为同等条件下煤层中井巷掘进提供理论依据。

1.3国内外研究现状

1.3.1单巷掘进巷道长度现状

长巷掘进普遍应用于铁路隧道、金属矿山井下巷道施工、煤矿井下巷道施工。

长巷在掘进过程中,由于不能形成贯穿风流,往往借助于掘进通风机供风,风筒导风来稀释和排出瓦斯及其它有害气体,稀释和排出矿尘,创造良好气候条件。

掘进长度受到掘进通风机全压范围、风筒风阻及风筒漏风、瓦斯涌出量等诸多因素的影响。

掘进长度越长,通风技术的难度和管理难度越大。

在铁路隧道、金属矿山井下巷道施工、煤矿岩巷掘进中,由于受到瓦斯涌出的影响小或不受影响,掘进长度国内有4000m以上的记录。

煤巷掘进由于受到瓦斯涌出量的影响,甘肃省窑街、华亭两大煤业集团所属低瓦斯矿井,长巷掘进长度未超过1500m。

甘肃省靖远煤业公司所属高瓦斯矿井,历年来长巷掘进长度在800~1200m。

国内其他地区高瓦斯矿井中,山西阳泉、湖南涟邵、黑龙江鸡西等煤业集团公司所属部分煤矿,其绝对瓦斯涌出量大于25m3/min,但并不是破碎软煤层,煤层赋存的地质条件也简单,长巷掘进长度有1300m的纪录;山东兖矿东滩煤矿长巷掘进达2800m,但属低瓦斯矿井[5];大同煤业集团马脊梁矿掘进长度有2600m的记录,也属低瓦斯矿井[6];平顶山煤业集团六矿属高瓦斯矿井,局部供风长度1800m[1],但不是在复杂地质构造、松软煤层中掘进。

采煤技术先进的国家,由于其科学技术水平相对发达,对于高瓦斯、破碎软煤层复杂地质构造区域己不进行井下直接开采,而是对该区域采取相关技术使其转化为煤层气直接进行抽采。

到目前为止,在复杂地质构造、高瓦斯、破碎软煤层中掘进长巷,单巷掘进长度尚未达到1800m长的。

1.3.2长巷掘进通风技术的研究

孙森等在“高瓦斯煤巷掘进全负压通风技术探讨研究”中认为[1]:

掘进巷道全负压通风技术的应用,减少了掘进通风机的数量,节省了电耗,同时,利用全矿系统负压供风,风流稳定,使用风量范围可在系统内调整,不受设备运转的影响,便于安全生产与管理;独头巷道掘进使用掘进通风机通风属于正压通风,巷道污染源既有周期炮烟,又有连续性的瓦斯,同时还有持续不断的含尘风流。

全负压通风的巷道,有效地解决了掘进巷道中各类污染源的影响;在高瓦斯且具有突出危险的煤层中掘进巷道,瓦斯含量高,瓦斯压力大是造成突出危险的主要因素,正压通风的巷道不利于瓦斯的逸出。

该研究中虽然减少掘进通风设备,通风管理简单,但全负压通风,必须构筑大量风幛,影响运输,且风幛在地压作用下容易变形破毁,产生漏风。

全负压掘进通风适合于地压稳定,瓦斯涌出量大的煤层中大断面(24m2~26m2)井巷掘进,并不适合于复杂地质构造、小断面(9.5m2~12.8m2)井巷掘进。

刘银志等在“长巷大断面巷道的通风安全管理”研究中认为[2]:

大功率对旋式掘进通风机在高产高效工作面的掘进中,能充分发挥吸风量大,供风距离长的优点,在实际生产中能起到简化通风环节,减少辅助巷道的作用,从而更加有利于工作面的高产高效,且为长巷大断面的通风安全管理积累了经验。

该研究虽然在高瓦斯矿井长巷掘进中,但掘进区域地质构造稳定,不是松软煤层,虽然选用大功率对旋式风机,风筒直径选择Φ1000mm,风筒购置成本较高。

谢华东在“长巷单台通风机参数的选择与管理”研究中认为[5]:

为实现高产高效矿井的持续发展,采取高度集约化管理,采用加长工作面走向长度和工作面长的方法,通过对兖州集团东滩煤矿长巷通风机通风参数选择的依据和方法进行改进,解决了单台掘进通风机长巷供风,保证了掘进工作面有充足的风量。

通过对兖煤集团东滩矿东翼采区布置长2500m的工作面巷道掘进中单台掘进通风机通风参数的选择与管理研究,完成了长2800m的单巷供风长度。

但该矿属低瓦斯矿井,高瓦斯矿井掘进工作面需风量大,使用单台能风机供风,是很难完成长度在2800m的长巷掘进。

陈旭旺在“长巷掘进通风在高产高效矿井中应用”研究中认为[6]:

大同煤业集团马脊梁煤矿工作面顺槽掘进长度达2600m,如果按照以前的通风方式,采用双巷布置,掘进期间,需要每隔一定距离掘进联络巷,新的联络巷掘成后,旧的联络巷封闭,增加了通风投入,由于地压的作用,很容易将密闭压裂或压垮,影响新工作面的开采。

所以布置单巷长巷掘进,通风距离达到2600m。

但大同煤业集团马脊梁煤矿属低瓦斯矿井,由于稀释瓦斯浓度,需风量大,长巷掘进长度达不到2600m。

张仁贵等在“改善掘进通风质量的探讨”研究中认为[7]:

掘进通风机型号与风筒规格选择不当,不适合使用地点的实际,难以满足通风需求;不同品种、各种规格的风筒混合使用,造成混乱,通风效果差;所用风筒的两端未留反边,容易漏风。

提出的改进措施有:

正确选择通风机型号和通风方式,选择高质量、规格统一的胶质风筒,改进风筒的连接方式,加强日常管理。

改进后掘进通风质量得到了很大的提高,掘进工作面有效风量率大大增加。

该研究主要加强掘进通风管理方面,提出了一些措施,并没有技术上的改进。

王元臣等在“煤矿掘进通风的设计与应用技术”的研究中认为[8]:

必须严格按照设计的位置摆放风机、敷设风筒,加强技术管理,配备足够数量的专职人员从事井下通风和维护工作,保证其安全经济地运行,并及时降低通风阻力,减少漏风;努力推广综合通风防尘措施,积极采用掘进通风机的新产品、新材料,不断提高掘进工作面有效风量,减少漏风,解决长巷独头掘进通风难的问题。

该研究也是从加强掘进通风管理角度,来解决长巷掘进通风难的问题,在技术上没有实质的改进。

张锦山在“长距离通风技术在高产高效掘进工作面中的应用”研究中认为[9]:

为保证长巷掘进工作面通风质量,通过选用混合式掘进通风方式、选用长节风筒(节长50m)、改进接头方式、防止风筒漏风、加强日常通风管理等措施。

该研究中选用混合式掘进通风方式,不适合于复杂地质构造、高瓦斯矿井煤层中掘进通风,并主要从加强掘进通风管理角度,来解决长巷掘进通风难的问题,在技术上没有实质性的改进。

杜志刚等在“大断面长距离多工作面掘进岩巷掘进通风的方法与实践”研究中认为[10]:

在特大型矿井建井掘进过程中未形成通风系统,由于特大型矿井巷道断面大、单巷掘进长度长,在开采过程中经常遇到风量小,风速达不到要求的情况,给井巷开拓安全施工埋下隐患。

为此提出了大断面长距离多工作面掘进岩巷中,用2台掘进通风向掘进工作面送风,取得了良好的效果。

该研究属矿井开拓建井岩巷掘进中通风技术,对生产矿井高瓦斯煤层中掘进不能适用。

王江虹在“高效对旋式掘进通风机在长距离掘进工作面中的应用”研究中认为[11]:

西山煤业集团马兰煤矿长期使用JBT系列掘进通风机,随着集约化生产的发展,掘进工作面不断加长,难以满足生产对通风的需求,一个掘进工作面使用两台JBT风机供风,材料使用、劳动力配置增加。

为改善长距离掘进工作面通风状况,预防掘进工作面瓦斯事故,改用对旋式风机,收到了预期的通风效果。

该研究属高效对旋式风机研制成功初期,推广使用效果的实践研究。

目前,对旋式掘进通风机在煤矿已广泛使用,由于对旋式通风机具有高效率、低噪音、风机全压范围大等优点,为煤矿新购置掘进通风机首选设备。

在高瓦斯矿井长巷掘进通风技术研究中,通过掘进中期三条巷道贯通,掘进通风机前移,缩短单巷供风长度的通风方案是从未研究和使用过。

1.3.3矿井瓦斯灾害防治研究

张树屏在“孙家沟矿井通风与瓦斯防治研究”中认为[12]:

解决神华集团公司孙家沟煤矿瓦斯超限问题有三种途径:

一是根据采掘工作面最小过风断面和极限风速提高配风量;二是根据采掘工作面瓦斯来源进行瓦斯抽放;三是采煤工作面通风系统改为混合型通风系统等途径,综合治理瓦斯。

孙家沟煤矿相对瓦斯涌出量为0.25~0.63m3/(t.d),由于产量增大,绝对瓦斯涌出量达40m3/min,由低瓦斯矿井变成了高瓦斯矿井,所以提出了综合防治瓦斯措施。

但由于煤层节理发育,煤层透气性差,抽放瓦斯效果较差,主要通过传统加大通风强度办法,预防瓦斯灾害。

刘向昕等在“采掘工作面瓦斯治理技术的研究及应用”中认为[13]:

开滦集团所属矿区是老矿区,开采时间长,地质构造复杂,煤层瓦斯含量多,采掘工作面掘进通风机按《规程》等规定供电安装后仍多次造成瓦斯积存现象,严重威胁煤矿井下安全生产,为此,开滦集团所有煤矿采掘工作面通过实现“四双”(双电源、双开关、双线路、双风机供电系统)、“三专”(专用变压器、专用线路、专用开关)、“二闭锁”、“一自动投入”(自动启动备用通风机),来保证矿井安全生产,取得了明显的经济和安全效益。

采掘工作面瓦斯防治的措施有:

加强管理,保证通风,瓦斯抽放,利用掘进通风机处理上隅角的瓦斯,局部瓦斯抽放等。

该研究主要从安全使用电气设备,预防引燃瓦斯爆炸的角度以及预防瓦斯积聚来预防瓦斯灾害。

但没有提出如何加强掘进工作面通风的技术措施。

刘林松“在高瓦斯矿井掘进工作面的瓦斯综合治理”研究中认为[14]:

高瓦斯矿井,当巷道进入煤层或其它地质构造复杂的地段,瓦斯涌出量突然增大,随着巷道向前不断掘进,其工作面及回风流中瓦斯浓度不断增加,为保证施工的顺利进行,必须采取措施降低工作面及巷道的瓦斯浓度。

为此采取增大工作面供风量,回风段瓦斯涌出量大地方抽放瓦斯,降低回风中瓦斯浓度。

在利用掘进通风机和瓦斯抽放综合治理瓦斯后,保证了工作面的正常施工。

该研究瓦斯综合治理方法是加大掘进通风机供风量和煤层抽放瓦斯,由于煤层透气性好,抽放效果好。

掘进巷道设计在煤层底板,由于煤层倾角变化,有一段在岩巷中施工,有一段在煤巷施工。

并没有提出加大掘进工作面风量的具体技术措施,该项研究也表明:

地质构造对瓦斯涌出量有一定影响。

宋永斌等在“高瓦斯‘三软’厚煤层综采放顶煤开采技术分析”研究中认为[15]:

淮南矿业集团公司谢桥煤矿开采煤层为“三软”煤层,而且属煤与瓦斯突出矿井,从生产技术管理上必须解决好有关技术问题。

其中一点是解决工作面通风及瓦斯治理。

为此提出合理加大风量、瓦斯抽放、加强安全监测和现场管理治理瓦斯。

综采放顶煤采煤工作面供风量即要考虑稀释瓦斯浓度,还要考虑风量不能过大,导致煤尘飞扬;瓦斯抽放采用采前预抽、和顶板走向钻孔抽放,抽放效果好。

该研究提出瓦斯治理措施主要有加强通风和瓦斯抽放,且瓦斯抽放效果好。

由此可见,有的软煤层,瓦斯抽放效果好,有的软煤层,抽放瓦斯效果差,关键在于煤层的透气性。

袁亮在“淮南矿区瓦斯治理技术与实践”研究中认为[16]:

淮南矿业集团所属煤矿90%属高突矿井。

近年来矿区坚持不断地进行通风系统改造,加强瓦斯治理的实践,逐步形成以瓦斯抽放为主的瓦斯综合防治措施,且不同地点采用不同瓦斯治理方法。

其中煤层掘进过程经常发生喷孔、夹钻及炮后瓦斯超限现象。

由于瓦斯涌出量大,掘进通风难以解决瓦斯问题,月进尺只有40~50m,严重影响了采掘接替。

为此掘进工作面瓦斯治理针对煤层松软、低透气性的特点,采用边抽边掘技术,取得了良好的效果。

由此,松软、低透气煤层,采用边抽边掘技术,能够减少掘进过程中的瓦斯涌出量,是防治瓦斯的有效措施之一。

汪大全等在“高瓦斯采掘面抽放瓦斯技术的应用”研究中认为[17]:

淮北矿业集团公司石台矿属高瓦斯矿井,煤体瓦斯含量高,高瓦斯采掘面较多,应用顺层钻孔抽放和封闭内埋管抽放采空区瓦斯,解决了放炮后瓦斯超限和上隅角瓦斯超限问题;采用巷帮长钻孔抽卸压瓦斯方法,解决了掘进工作面及回风流中瓦斯超限问题,又提高了进尺速度,保证安全生产。

该研究中掘进工作面绝对瓦斯涌出量3.67m3/min,低于靖煤公司大水头煤矿掘进工作面绝对瓦斯涌出量,巷道掘进长度900m。

所以通过抽放瓦斯后,解决了掘进瓦斯超限问题。

姚飞在“高瓦斯矿井煤巷掘进工作面通风沼气管理工作浅议”研究中认为[18]:

煤巷掘进工作面容易发生瓦斯爆炸的原因有三点:

一是高瓦斯矿井煤层瓦斯储存量大,随着煤壁暴露速度及落煤量的增大,瓦斯涌出量也相应增加;二是掘进通风管理难度大;三是煤巷掘进采用电钻打眼、爆破、电器失爆等易产生火花。

为此提煤巷掘进工作面通风及沼气治理手段有:

一是通风方式安全可靠;二是合理选择掘进通风机及风筒;三是加强机电设备管理;四是加强瓦斯检查;五是杜绝各种火源。

该研究只从全面宏观的角度,提出瓦斯灾害预防的措施。

没有指出如何加强掘进工作面通风的技术措施。

陈文在“高瓦斯矿井实现高产高效的瓦斯治理”研究中认为[19]:

高瓦斯矿实现高产高效,必须对煤层瓦斯进行抽放,而且由于高产高效矿井瓦斯涌出量大,采用任何一种单一瓦斯治理方案,往往无法有效治理采面瓦斯超限,只有结合多种瓦斯治理方案,才能达到预期的效果。

该研究主要介绍了瓦斯抽放治理瓦斯的方法,并没有介绍其它瓦斯治理方法。

由此也可以推断:

高瓦斯矿井掘进工作面治理瓦斯灾害,采任何一种单一瓦斯治理方案,也很难达到达到预期的效果。

黄仲文在“高瓦斯突出煤层掘进工作面安全施工的几点做法”研究中认为[20]:

淮北矿业集团公司芦岭煤矿属高瓦斯突出煤层,煤层透气性差,属瓦斯难抽矿井。

随着矿井开采深度的增加,瓦斯压力和含量越来越大,掘进难度和突出危险性越来越大。

为此在掘进施工方面采取的措施主要有:

一严把打钻关;二是严把进尺关;三是改变施工程序;四是迎头施工定员。

该研究只是从管理角度防治瓦斯灾害,并没有提出其它预防瓦斯灾害的技术措施。

宋继臣等在“论对掘进工作面末端通风及瓦斯管理”研究中认为[21]:

掘进工作面的瓦斯事故,多数由于末端风量、末端风距、末端瓦斯检查、末端瓦斯监测、末端瓦斯防爆等末端管理不善造成的。

为此提出了加强掘进工作面末端通风及瓦斯管理的方法有:

一是采用安全可靠的通风方式;二是正正确合理的选择局掘进通风机和设置风筒;三是严格执行瓦斯检查制度;四是消除末端火源;五是严格控制末端风量、风距;六是严格掘进通风机的停开、风电闭锁制度。

该研究提出末端通风及瓦斯管理的措施,针对于局部地点瓦斯防治措施,也是从管理角度提出的,没有技术的革新。

瓦斯防治技术,归纳起来有加强通风、瓦斯抽放、加强机电设备管理及控制火源、预防局部地点瓦斯积聚、监测监控、安全技术措施合理完善等。

不同的矿井,根据不同的条件,采用其中一种或几种方法治理瓦斯灾害。

目前,对于高瓦斯矿井采用任何一种单一手段治理瓦斯,很难收到预期的效果。

在上述研究中预防瓦斯灾害的措施并没有提到喷浆封闭后巷,减少煤巷掘进中后巷瓦斯涌出的方法。

1.3.4在复杂地质构造及松软煤层中采掘研究

刘林松“在高瓦斯矿井掘进工作面的瓦斯综合治理”研究中认为[14]:

高瓦斯矿井,当巷道进入煤层或其它地质构造复杂的地段,瓦斯涌出量突然增大,随着巷道向前不断掘进,其工作面及回风流中瓦斯浓度不断增加,为保证施工的顺利进行,必须采取措施降低工作面及巷道的瓦斯浓度,为此采取增大工作面供风量。

该研究中指出,掘进进入地质构造复杂地段,瓦斯涌出量突然增大,说明地质构造对瓦斯涌出量影响较大。

周增强等在“‘三软’较薄煤层综放开采的实践与认识”研究中认为[22]:

晥北矿业集团任楼矿属高瓦斯矿井,开采煤层为4.6m厚,属较薄厚煤层、“三软”煤层,煤层瓦斯含量大,开采过程中上隅角易出瓦斯积聚。

为此提出了瓦斯治理方案是:

通过配风试验确定工作面合理风量,顶板钻孔抽放上隅角和采空区瓦斯,有效地解决了上隅角瓦斯,保证了采面安全生产。

由此可见,软煤层中往往瓦斯含量大,采掘过程中瓦斯涌出量大。

该研究只是对开采过程的瓦斯提出防治措施。

李格伟等“在复杂地质条件下高瓦斯煤层综合抽放回采工艺”研究中认为[23]:

盘江煤电集团公司山脚树煤矿井田狭小,地质构造复杂,煤层稳定性差,1991年以来矿井绝对瓦斯涌出量大,均在60m3/min。

为此根据工作面生产条件,对煤层进行瓦斯抽放。

通过合理采面抽放设计,采用高位抽放巷抽放、上隅角预留管抽放、本煤层抽放等抽放措施,实现了工作面的正常推进,取得良好的效果。

但高位抽放巷

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