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綜放工藝安全問題及防治

文檔作者：常達 2 文檔來源： 1．太原理工大學礦業工程學院 2．潞安集團華潤煤業有限公司，		點擊數：	更新時間： 2025年04月02日
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2015年第3期(總第114期)協；夏占芋釷 ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2015年3月綜放工藝安全問題及防治常 達k2(1．太原理工大學礦業工程學院，山西太原030024；2．潞安集團華潤煤業有限公司，山西襄垣046200)摘要： 簡單闡述了綜放開采的發展和研究與綜放開采相關的安全問題的必要性，研究了最常見的自燃發火、瓦斯和煤塵三個安全問題，分析了其原因，并對有效的防治提出幾點建議。關鍵詞：綜采放頂煤；安全問題；原因；防治措施中圈分類號：-ID75 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-0802一(2015)03—0013—02Proble眥and Control of Mechanized Ca、ring Mini嗚Technolo野CHANG Dal’2(1．Co¨ege of Mining Engin∞nng，Taiyuan UniVersity’ofof T∞hnoIogy。Taiyuan 030024，Shanxi。China：2．HuaⅢn CoaI Co．．Lld．Lu’an CoaI Group，Xiangyuan 046200，Shanxi，China)Ahmmct：FuUy mech蚰ized caving mirIing development and山e necessit)，to stIldying姚fet)r弛lated to f曲y mech蚰ized caviIIg試ining were brieny discus鴕d，The most common securit)，issues such鵲spontaIleous combustion，g∞觚d coal du8t we他咖died，蚰d i協rea∞n wem粕aly躚d，∞me e雎ctive con劬l su鯧estio璐were pmposed finauy．1【ey words：fhUy mechani艙d longwaU top coal；safety issues； 弛嬲on；contml me鵝uresO引言 1綜采放頂煤工藝常見安全問題伴隨近年來中國煤炭需求的不斷擴大及煤炭行業科技水平的不斷進步，綜采放頂煤技術亦獲得了世人矚目的成就，無論在開采效率還是應用范圍上均獲得顯著提高㈣。根據相關資料顯示，綜放工作面單面年生產水平從最初的百萬噸級躍升至近700×104 t多，使用范圍也基本囊括了已知的所有厚煤層賦存條件；部分大型煤礦集團還根據自身特點研制出諸多具有地方特色的綜放生產技術，可見未來綜放開采技術仍將是中國煤炭生產中不可獲取的重要構成要素。但不可否認的是隨著綜采工藝的推廣使用，其應用中的諸多安全問題亦成為各大煤礦所關注的焦點之一，而這些問題也對礦井生產的高產高效及工人的生命安全造成了一定的威脅，其中煤層自燃、瓦斯突出及煤塵等問題就是最為常見的幾種綜采工藝安全問題。針對這些不足，積極開展深入研究并提出切實可行的防治手段是每個礦山技術人員所應承擔的責任與義務，也是實現煤炭產業長久、高效發展的必然要求。收稿日期：2014一12—16作者簡介：常 達，1981年生，男，遼寧阜新人，2005年畢業于河北工程學院建筑環境與設備工程專業，太原理工大學在讀工程碩士，工程師。1．1回采巷道頂板煤炭自燃在礦井回采巷道的掘進與使用中，頂板煤層發生自燃的原因主要有以下四點：a)受到頂煤方采的擾動影響及圍巖應力的作用，回采巷道上部與兩幫的煤層會出現大量裂隙，從而為煤炭自燃提供漏風供氧的可能；b)回采巷道支護的不佳或不及時有可能引起頂部煤層的冒漏現象，從而出現具有氧化蓄熱功能的高冒區，使得煤體自燃成為可能；c)巷道兩幫溫度與回風流溫度間存在的差值會在巷道內形成微小循環風流，導致部分風流進入頂板煤層裂隙中；d)巷道通過斷層等地質構造時，在地質構造力的影響下煤層裂隙得以充分發育，從而極大增強了該處的漏風量，增大了自燃現象出現的可能。針對所提的這些原因，可采取以下手段進行防治：a)巷道的掘進中，對炮眼的布設及炸藥當量的選擇應進行嚴格的科學計算，避免對頂板造成破壞；b)巷道支護必須及時并確保支護質量達標，從而減少巷道裂隙發育的可能，若巷道頂板出現高冒區則應采取安設導風管、噴灑阻化劑等措施進行治理；c)工作面回采時應進行一定長度的超前支護，避免工作面前部的壓力聚集破壞煤層；d)對于裂隙發育嚴重的頂板及巷道幫壁應進行及時、高質的噴漿堵漏作業，杜絕漏風現象的發生。·13·萬方數據2015年第3期 紛濠與芋釷 2015年3月1．2采空區自燃綜放采空區自燃現象的原因主要可歸納為：a)由于綜放開采技術的獨特性使得其在煤層開采后的采空區中殘留有大量煤炭，這些殘煤為自燃發火現象的發生提供了基礎；b)在工作面通過并回收煤柱后，舊有巷道難以徹底隔絕風流，使得采空區漏風現象嚴重，為自燃發火的出現提供可能；c)工作面推進速度的緩慢亦是引起采空區發火的要素之一。針對這些問題，可采取的防治措施則主要有：a)積極改善現有的采放工藝，尋求更佳的采放參數與放頂方式，從而提升頂煤的放出率，減少采空區留煤量，同時還應重視對初末采、端頭放煤等技術，進一步減少采空區的留煤量；b)加強對巷道回風的管理，對巷道中存在的漏風點進行探明并采取注砂、灌漿、噴灑阻化劑等相應的措施實施封堵。此外還應采取一定措施盡可能降低工作面上下端頭的壓差；c)建立嚴格的施工操作規范和巷道與設備的保養體系，注重對生產質量的監督，以提升工作面的推進速度；d)運用注N：防滅火技術，在采空區中注人惰性氣體，使其構成惰化環境，避免發生留煤的自燃。1．3煤層瓦斯問題1．3．1綜放工作面瓦斯涌出特點相較于一般的開采工藝，綜采放頂煤的開采強度顯著提升，這使得其工作面中煤層瓦斯的涌現也有別于普通機械開采，其主要特點有：a)瓦斯的絕對涌出量增多。在相同的工作面推進速度下，綜放開采產量可達普通機采的2倍～4倍，這使得綜放開采的絕對瓦斯量會大幅提升；b)相對瓦斯量較少。在進行分層開采時，第一分層開采中上部卸壓部會有大量瓦斯進入其采空區中，而在近放頂開采時因為無上述部分瓦斯來源，使得綜放開采的瓦斯相對涌出量有所減少；c)局部瓦斯的集聚性增大。在綜采液壓支架的上部有著其所采煤層厚度數倍的放采煤層，加之這部分煤層開采中并無風流通過，使得其中瓦斯大量聚集，這些聚集的瓦斯在頂煤的放落中可能會通過放煤口及支架之間的裂隙進人工作面，并在放煤口與支架上部形成局部的瓦斯聚集現象i d)采空區瓦斯涌出量較大。綜放開采會使得一部分的煤炭滯留在采空區中，隨著時間的推移，附著于這些煤體上的瓦斯逐漸得以釋放，并從采空區的裂隙中涌人工作面，致使工作面瓦斯含量的增加。1．3．2瓦斯的防治措施a)依據工作面實際的瓦斯涌出量的多少與來源及巷道布置方式采取如增大通風量、治理局部瓦斯集聚等方法，此外還可在回風側煤層的頂板中開設一條旁路回風巷或采用“Y”型通風，增強工作面所集聚瓦斯的有效排除；b)為避免工作面支架、放煤口及上隅角等部位瓦斯的大量局部集聚，可在工作面中安設風障、引射器乃至局部風機來增強對這些部位的通風效·14·果，降低瓦斯濃度；c)制定完善的瓦斯監控體系，定期安排專人對工作面中易出現瓦斯集聚的部位進行監測，確保工作面瓦斯濃度達標，避免安全事故出現；d1對于瓦斯濃度過高的煤層或煤層群，可采取瓦斯預抽采或邊采邊抽技術，實現煤層中瓦斯的有效排除，避免瓦斯濃度的超標。1．4工作面粉塵問題粉塵問題是煤礦井下開采中威脅工人生命健康安全的主要問題之一翻。尤其是綜采放頂煤開采中增加了支架放煤口、溜子轉載點等粉塵來源，更是極大地增加了工作面粉塵的濃度。根據相關數據顯示，綜放面放煤瞬間的粉塵濃度可高達1×104 m咖3。高濃度的粉塵不僅污染工作面環境，使得工人患塵肺病的幾率大幅提升，更有可能導致煤塵爆炸事故。面對綜采放頂煤工作面粉塵濃度大、源頭多的特點，對其的治理宜采用多種方法結合的綜合治理，具體而言可從以下幾點做起：a)減少粉塵的生成。可采用的方法有煤層預注水、優化開采設備相關數據、采用低位放煤等；b)對粉塵的擴散加以約束。對固定塵源應對其進行密封處理后，對移動塵源應套設軟罩封閉起來以避免粉塵擴散；c)在工作面，每隔一段時間就進行噴霧灑水以降低空氣中粉塵濃度，并對地面積累的浮塵進行清理；d)增強工作面通風量并在合適的位置布設水幕、噴嘴及除塵器，此外還可引進先進個人的防塵設備增強工人的防護能力【4】。2結語綜采放頂煤技術作為厚煤層高效開采的重要手段，是煤炭發展所必須依賴的技術手段之一嘲。是以對伴隨其開采工藝而出現的各類諸如自燃發火、瓦斯突出、粉塵災害等安全問題也一直是煤炭企業所關注的焦點。增強對這些問題的研究，積極探索新型的防治技術是實現礦井生產高產、高效、安全進行的必要手段，也是滿足祖國現代化建設能源需求的必由之路。結合多年實踐經驗，對綜放工作面開采中常見問題的緣由與治理措施進行了簡單的敘述，希望可為廣大技術人員提供些許幫助。參考文獻：[1] 樊運策，明科棟．高瓦斯煤層放頂煤安全開采相關技術問題[J]．煤炭科學技術，2006∽：71—74．[2]張永貴，武成權，楊曉晨．淺談綜采放頂煤采煤法高效安全應用的問題[J]．山東煤炭科技，2011(2)：196一198．[3]喬宏斌，郭．榮．綜采放頂煤開采工藝與安全技術研究[J]．科技傳播，2013(20)：189．[4] 史沁彬，朱延霞．綜采放頂煤安全開采問題的探討[J]．科技與企業，2012(19)：177．[5]王家臣．關于綜放開采技術安全問題的幾點認識[J]．中國安全生產科學技術，2005(5)：23—27．I責任編輯：

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