镇雄县狮子山煤矿.掘进施工瓦斯综合治理措施.doc

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镇雄县狮子山煤矿掘进工作面施工

瓦
斯
综
合
治
理
措
施

2011年4月12日

镇雄县狮子山煤矿
掘进工作面施工时瓦斯综合治理措施

1 概况
狮子山煤矿属高瓦斯矿井，当巷道掘进进入煤层或其它地质构造繁杂的地段，瓦斯涌出量突然增大，随着巷道向前不断掘进，其工作面及回风风流中的瓦斯浓度也在增加，为保证巷道施工的顺利进行，必须降低工作面及其回风风流中的瓦斯浓度。在不影响工程进度和尽量减少投资的情况下，采用了在工作面增大供风量，在回风段瓦斯涌出量大的地方来抽放瓦斯，降低回风的瓦斯浓度。这种方法在实践中取得了良好的效果，为降低巷道的瓦斯浓度开辟了一条新途径。
2 工程及地质情况
煤层运输巷道较长，巷道断面只有6.6m2，轨道运输大巷平行施工。根据瓦斯涌出情况，为满足通风和运输要求，间隔一定距离与轨道巷施工一横贯，设计巷道沿煤层施工，但从实际施工过程中，煤层倾角变化较大，常有反坡现象，由于受地压的影响，巷道围岩破碎，瓦斯涌出增加；当巷道又向前掘进了80m，在正常施工时，巷道工作面及回风段的瓦斯绝对涌出量达27.22m3/min，其中工作面瓦斯绝对流出量达8.24m3/min。
3 瓦斯治理措施
由于工作面及回风段的瓦斯涌出量大，煤层的透气性较好，瓦斯在自然状态下其释放时间较长，为保证在与其治理过程中，不影响巷道的正常施工，采用局部通风机通风，加速巷道成巷与瓦斯抽放综合治理的措施。
3.1 工作面的瓦斯治理
由于巷道工作面绝对瓦斯涌出量高达8.22m3/min，为保证工作面能正常生产，其瓦斯浓度不得超过1%，因此巷道风量为：
Q=8.22÷1%×1.7=1397m3/min
选用2台2×30kW局部通风机和2台28kW局部通风机配直径800mm的风筒对工作面进行通风，其总供风量可达1500m3/min。
3.2 回风段的瓦斯治理
由于巷道回风段的绝对涌出量高达5m3/min，巷道的掘进断面又只有6.6m3，只利用局部通风机通风已不能保证巷道的回风畅通和满足生产的需要，故采取将回风段的瓦斯抽放到全风压巷道中，且加快巷道成巷，以降低工作面及回风风流中的瓦斯浓度。
（1）瓦斯泵的选择。巷道回风段瓦斯绝对涌出量高达5m3/min，在安上瓦斯抽放泵后，瓦斯的抽放量预计可达6～7m3/min。在抽放过程中，由于巷道围岩的裂隙和巷道底板的漏风，预防抽放的瓦斯浓度初期在50%左右，由此可得：
瓦斯泵的抽出速率为：7÷50%=14m3/min
根据瓦斯抽出速率选用YWB-15型瓦斯抽放泵，其最大抽出量可达15.1m3/min。
（2）钻空布置。首先在工作面推进方向的巷道中部（煤层厚度的中部）布置三个钻孔，采用7655型风钻打眼，钻孔直径为72mm。煤层的透气性较好，瓦斯排放范围预防每孔为4m，故钻孔间距确定为4m，这样能有效地抽放出煤层中瓦斯。
（3）封孔。钻孔打好后，首先用压风吹出孔内的煤粉、积水等，然后即可进行封孔，为保证抽出的瓦斯浓度较高，增加抽放效果，封孔长度为2.0m。封孔管采用DN25钢管制成，其长度为3.2m，在管的2.m处，焊上直径70mm的挡板，在距封孔管挡板内1.0m段均匀钻上直径5mm的筛孔若干个，并用铁板封闭管的里端口，以防煤粉堵管或进入瓦斯抽放泵。距封孔管外端0.1m处安设一闸阀（DN25），以便瓦斯抽放泵检修和抽放主管处理时防止瓦斯涌出，在封孔管的最外端加工成笋字头，以便外接胶管。
（4）抽放管路布置。根据抽放泵最大流量为15.1m3/min，主管选用φ159mm的无缝钢管，钢管布置在巷道未挂电缆的一侧，管道下每隔5m垫上0.2m厚的木垫，管道离巷道帮0.1m，以保证管道与其它带电设备和物体隔开。在主管的端部设置分支器，每一个分支器上设置10个分支，分支采用DN25的钢管加工，其长度为0.2m，端部加工成笋字头，每一分支器的末端安一闸阀，分支器的分支与封孔管间采用30mm胶管联接，在瓦斯抽放泵前10m处的φ159钢管上安设一分支管（DN50）和一闸阀（ND50），当抽出的瓦斯量小时，做配气使用，以减小抽放泵的负压，在排气口进风侧30m处和回风侧50m处设置一栅栏，此段为瓦斯稀释段。
3.3 通风系统调整
在瓦斯抽放泵运转前，增加调节抽风机的风量到8000m3/min，经过瓦斯排放口处的风量达4000m3/min，用来降低一翼回风和总回风的瓦斯浓度。
4 综合治理瓦斯的效果
（1）东胶巷在采用工作面局部通风机通风、回采段加快巷道成巷和瓦斯抽放后，巷道内瓦斯浓度明显下降，在瓦斯抽放前工作面回风流中的瓦斯浓度为1.1%，造成工作面无法正常生产，当回风巷内采用瓦斯抽放后，其回风流瓦斯浓度降至0.7%，瓦斯抽放量为6.5m3/min。
（2）在利用局部通风机通风和瓦斯抽放综合治理瓦斯后，保证了工作面的正常施工，确保巷道的顺利贯通，
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