无煤柱开采工作面瓦斯防治技术研究与实践.pdf

技术应用与研究 201907121 当代化工研究 Modern Chemical Research 速直至气体流速趋于平稳，能够有效避免内外气流的压强差 而导致的事故。利用这一技术进行风门开关后主要有以下优 势，从人员方面来看，工作人员的人身安全得到了有效保障 且符合实际生产需求。从生产效率方面来看，自动化技术能 够有效提升矿井开采效率，降低工人劳动强度，节省人力、 物力、财力，有效推进了矿井高速发展。 2在胶带输送机中的应用 矿山机电控制结合自动化技术能够有效减少井下人员 工作的依赖性，很多较难完成的任务能够在短时间内完成， 有效提升了矿井的工作效率。机电液一体化技术中涉及的 盘式制动装置主要包含液压泵站、制动系统及电控系统三部 分，制动装置产生制动力以实现制动闸与制动盘之间摩擦力 的增大，产生一定的力矩使设备本身的制动力发生改变而实 现设备的制动控制。这一制动装置在一定程度上可以实现对 输送机，电动机及传感器工作状态的控制，实时监控设备的 运行状态，合理利用PLC完成各操作数据的监控与分析。其 中，PLC技术运用于检测过程中可以保证相关数值都处于较 为合理的范围之内，当电流降低时系统能够做出相对应的反 应，如胶带减速；当超出对应范围时能够使电流增加，而保 证胶带运输机的正常运行。 3在提升机中的应用 随着自动化技术的不断发展，原有矿山提升机中的继 电器控制装置已逐渐被改进为可以编程的变频器及控制器。在 矿井的提升机应用中，自动化技术主要用于完成日常的提升操 作，优化过程中首先需要将原有的操作台拆卸并安装新型操作 台，且原有的操作台不应丢弃。其次，对于旧系统的改造，应 该安装可以转换的电站，保证在生产过程中仍能够利用原操作 系统，在矿山作业环境中应当保障设备稳定性，开始工作之前 应安排专业技术人员提前进行调试以保证整个系统的稳定性。 结语 相比于传统的机电控制技术，自动化技术更为先进且适 用性较强，在实际生产过程中应用范围较广，有效提升了整个 矿井的生产效率。将自动化技术与矿山机电控制相结合，能够 有效提升设备的利用率，相关工作人员应当根据矿井实际情况 合理选择自动化控制技术，以实现整个矿井生产效率的提升。 【参考文献】 [1]李红刚.自动化技术在矿山机电控制中的应用剖析[J].通 讯世界,2015,11268. [2]李富.自动化技术在矿山机电控制中的应用[J].电子世 界,201416. [3]李志强.自动化技术在矿山机电控制中的应用[J].能源与 节能,201401. [4]刘阳.论PLC技术在矿山机电控制中的应用[J].科技经济市 场,201505. [5]刘建芳.探讨矿山机电控制中PLC技术的应用[J].电子世 界,201408. [6]刘晋伟.浅析矿山机电在现代煤矿企业中的运用[J].科技 情报开发与经济,201115. 【作者简介】 徐亮（1984-），男，山西汾西正令煤业有限责任公司；研究 方向矿山机电。 无煤柱开采工作面瓦斯防治技术研究与实践 ＊闫董乾 （山西平舒煤业有限公司 山西 045400） 摘要平舒煤矿主采煤层7号煤瓦斯、地质情况较复杂，底板突水现象严重，该矿试验无煤柱开采技术。本文根据该矿瓦斯治理经验， 结合无煤柱开采漏风情况，制定合理的瓦斯抽放方法，并结合瓦斯监测预警技术，保证了矿井瓦斯安全。 关键词瓦斯防治；均压通风；底板突水 中图分类号T 文献标识码A Research and Practice of Gas Prevention and Control Technology in Mining Face with Coal Pillar-free Yan Dongqian Shanxi Pingshu Coal Industry CO., LTD., Shanxi, 045400 AbstractThe gas and geological conditions of No. 7 coal seam in Pingshu Coal Mine are complex, and the floor water inrush from floor is serious. The coal pillar-free mining technology is tested in Pingshu Coal Mine. Based on the experience of gas control in this mine and the situation of air leakage in coal pillar-free mining, this paper ulates a reasonable gas drainage , and combines with gas monitoring and early warning technology to ensure mine gas safety. Key wordsgas control；uni pressure ventilation；floor water inrush 1.煤层概况 平舒煤矿现主要开采7号煤层，其突水系数接近临界 值0.06MPa。根据矿井生产记录，该煤层共发生底板突水18 次，综采工作面突水16次，突水量最高达1550m3/h。该矿井 部分区域瓦斯异常，已发生瓦斯超限现象，瓦斯主要来源于 邻近层，造成7号煤层瓦斯治理难度较大。为了减少工作面 上接第120页 下转第122页 技术应用与研究 201907122 Modern Chemical Research 当代化工研究 的突水危险系数，该矿井试验无煤柱开采技术，但造成邻近 层瓦斯对本煤层瓦斯影响较大，致使瓦斯治理难度增加。 2.7号煤层影响瓦斯涌出的因素及其特点 1影响瓦斯涌出的因素 ①地质构造的影响。矿井主采煤层所处的地质构造复 杂且封闭性断层现象较多，常常发育着成组密集且连续的断 层，该煤层呈现互相交叉而且其层面倾角较小，煤层断层出 现较短延伸、尖灭快的特点。较大煤层的断层周围发育有裂 隙、断层褶曲附生构造，裂隙间有泥质充填，这样煤层透气 性效果较差，密实性较好，能够提供良好的瓦斯赋存空间。 ②采空区的影响。当7号煤层不断被开采，矿井中的大 面积成为采空区，而采空区中含有大量瓦斯，且瓦斯浓度较 高，采空区和工作面间存在缝隙，于是漏风会将采空区中的 瓦斯带入工作面，造成工作面中有不断的瓦斯涌进。 ③邻近煤层中瓦斯的影响。7号煤层周围的煤层中赋存 有大量的瓦斯且瓦斯浓度高，周围煤层中的瓦斯由于浓度不 均衡，于是会涌入7号煤层中，使7号煤层中的瓦斯浓度增 加。 ④煤层层顶和底板岩层的影响。7号煤层顶是浅灰色到 深灰色的粉砂岩，其致密性较好，该煤层的老顶是泥质胶结 的灰色粉砂岩；煤层底板是泥质胶结的深灰色粉砂岩，该煤 层老底板是钙质胶结的白色砂岩。该煤层的密实性好，瓦斯 向外释放较困难，利于瓦斯的赋存。 2瓦斯涌出特点 7号煤层瓦斯含量与综采工作面的开采条件、布置及煤 层瓦斯含量赋存有极大的关系。综采面的瓦斯浓度主要来源 于邻近煤层和开采中涌出的瓦斯含量。瓦斯涌出量与综采工 作面暴露煤壁和采落煤块的瓦斯涌出量呈正比关系，煤层周 壁和采空区遗留煤中涌出的瓦斯量与回采率呈反比关系，邻 近层涌出的瓦斯量和邻近层厚度、开采强度、层间岩石性质 及开采层到邻近层间的距离等因素相关。总之，从涌出源涌 出的瓦斯量的大小和综采面开采强度、煤层瓦斯含量及工作 面的回采率等因素相关。瓦斯涌出具有瓦斯的涌出量大、采 空区中的瓦斯量高且易发生有部分区域瓦斯聚集等特点。在 邻近层和采空区中的瓦斯涌出量大时，通风释放法不能快速 治理瓦斯，于是可以使用瓦斯抽放法治理瓦斯，使瓦斯浓度 满足正常综采工作面开采工作的需要。 3.无煤柱综采工作面漏风场的分布情况 相比常规开采时漏风场的分布情况，无煤柱综采工作 面漏风场的分布则表现的更加复杂。由于本工作面巷道与邻 近工作面采空区相连，部分新鲜风流进入采空区，造成工作 面漏风严重，工作面上隅角处是漏风的严重点。此方法较无 煤柱开采漏风减少，但是工作面生产期间仍然会出现瓦斯超 限的现象。而无煤柱回采，工作面产生瓦斯源减少，同时由 于漏风少，工作面瓦斯明显降低，有利于工作面通风瓦斯管 理，降低工作面的瓦斯治理难度。 无煤柱开采工作面更容易受漏风影响，需要加强通风系 统的管理，建立更加可靠的通风系统来保障工作面的安全生 产。由于在工作面形成低负压点，更容易造成漏风，致使采 空区的瓦斯容易向工作面涌出，所以在无煤柱工作面应该加 强通风管理，减少工作面漏风，并均衡风压。 4.无煤柱综采工作面瓦斯治理措施 平舒煤矿综采工作面的地质构造复杂，底板突水危险系 数较大，在进行开拓作业时发现有21条断层带。结合无煤柱 综采工作面漏风场分布规律和瓦斯涌出的特点，对7号煤层 使用无煤柱的开采技术。根据该工作面的现场情况，为了避 免发生瓦斯事故，保证开采工作顺利安全作业，制定了调控 结合、监测监控、侧重堵放和综合瓦斯治理的原则，使用了 均压通风、瓦斯抽放和监测预警技术进行该矿井煤层的综合 治理。 （1）均压通风措施。为了使综采工作面的压力升高， 在该工作面的回风巷道里安置调节风门，这样降低采空区由 于压力大向开采工作面漏风的现象，减小了工作面中的瓦斯 涌出量。 （2）瓦斯抽放措施。在该矿井回风巷道中每隔0.5米构 筑一堵隔离墙，在隔离墙间巷道旁布置高度为一米的抽放管 路。抽放管路上需安置呈对称的直径为10mm对称孔的筛孔， 并用纱网将筛孔缠住防止发生堵塞现象。在该回风巷道向邻 侧巷道进行瓦斯抽放的钻孔抽放采空区中的瓦斯。为了降低 上隅角的瓦斯，在回风隅角处安置导风障。 （3）监测预警措施。矿井综采工作面和回风隅角的地 方应加强瓦斯监测技术，井下作业的管理人员应随身携带瓦 斯报警仪，如果有瓦斯异常的情况应及时使用应对措施。如 果瓦斯浓度超出正常范围，应立即停止生产作业工作，并由 技术人员及时排除问题，当瓦斯浓度在正常范围时才可以命 令工作人员恢复生产。综采工作面和采空区区域的瓦斯浓度 应进行实时监测，经常测试工作面的漏风源和漏风量，以保 障工作面开采的安全顺利开展。 5.总结 （1）7号煤层发生瓦斯涌出现象的主要影响因素有该 煤层所处区域的地质构造复杂程度、采空区中瓦斯浓度等气 体压力大小、邻近煤层中瓦斯浓度含量和煤层层顶及底板岩 层岩石成分，岩石成分越密实，则瓦斯赋存容量越大。 （2）无煤柱开采技术措施能减小综采工作面区域中的 应力集中的能力，对底板实施破坏的深度程度减小了，综采 工作面底板上发生突水事故的概率减小了，然而由于工作面 中的漏风流场复杂，经常会致使工作面出现瓦斯异常涌出的 现象。 （3）均压通风、瓦斯抽放和监测预警技术进行该矿井 煤层的综合治理工作，避免了开采工作中瓦斯事故的发生 率，提高了综采工作面生产的安全有效性。 【参考文献】 [1]袁亮.低透气性煤层群无煤柱煤气共采理论与实践[J].中 国工程科学,20095. 【作者简介】 闫董乾（1991-），男，山西平舒煤业有限公司；研究方向 矿井通风。