張 夏,元繼宏
1.華晉焦煤有限責任公司(瓦斯研究所),山西呂梁 033300
2.華晉焦煤有限責任公司(通風處),山西呂梁 033300
我國煤礦瓦斯抽放存在的問題分析及解決策略
張 夏1,元繼宏2
1.華晉焦煤有限責任公司(瓦斯研究所),山西呂梁 033300
2.華晉焦煤有限責任公司(通風處),山西呂梁 033300
近年來,隨著經濟的發展,我國煤礦生產企業也不斷的增多,煤礦生產工作正在如火如荼的進行,與此同時,煤礦安全事故的發生卻也愈加頻繁。在煤礦生產過程中,瓦斯抽放是引起煤礦安全事故的主要因素,本文就主要針對瓦斯抽放技術存在的問題以及相關的調整政策進行簡單的分析。
煤礦生產;瓦斯抽放技術;問題;對策
在煤礦開采過程中,隨著開采深度的不斷增加,煤層地質也越來越復雜,開采過程中要承受的地應力、瓦斯壓力也逐漸增大。如果在礦井內沒有完善的通風設施和瓦斯抽放設施,則很容易造成井內瓦斯過高,引起安全事故。
在煤礦采掘工作中,瓦斯的抽放效率是隨著抽放時間的變化而變化,如果抽放時間越長,則瓦斯抽放效率越高。在多數煤層的開采過程中,煤層自身的透氣性交叉,要達到理想的抽放效率,需要至少6~8個月的抽放時間。而目前,我國大多高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井都存在著采掘時間失調的現象,往往抽放時間在3~4個月左右,甚至最短的抽放時間僅僅為1個月,無法確保抽放時間。
孔底抽放負壓具有引流瓦斯和強制瓦斯解吸的功效,封孔質量的好壞直接關系到瓦斯抽放效果的好壞。目前,我國約有2/3的瓦斯抽放礦井仍然采用黃泥或水泥砂漿封孔,甚至少數開采近水平或緩傾斜煤的礦井也采用水泥砂漿封孔,封孔長度短而且密封質量很差。我國約有65%的回采工作面預抽瓦斯濃度低于30%,充分反映了抽放鉆孔封孔質量差的現狀。
在我國,大多煤礦企業利用政府的資金對抽放系統 進行了改造和更新,使得一部分抽放系統不匹配的現象得到緩解,然而這種現象在大多數煤礦生產企業中仍然大量的存在。有的礦井瓦斯抽放泵無法滿足抽放需要,其最大限度的抽放量也相對較小,無法克服管道產生的壓力。有的礦井中雖然抽放泵的抽放量較大,但是卻由于主管線的管徑小,而使得巨大的抽放量也損失在抽放管道的阻力上,造成了煤層瓦斯預抽鉆孔孔口負壓不超過490 Pa,有的甚至靠正壓自排瓦斯的現象。
缺乏針對瓦斯抽放的有效管理,是造成我國瓦斯抽放效率較低的另一個原因。在瓦斯抽放管理方面的缺陷主要有以下幾點:第一,在多數煤礦生產企業中沒有配備專門負責瓦斯抽放的隊伍;第二,針對鉆孔施工,缺乏嚴格的管理制度和施工條例,不能根據設計對抽放的鉆孔長度進行合理的規劃;第三,缺乏科學的計量裝備和監測設施,對放水器的安裝也不夠合理,同時缺乏對抽放系統定期的維護和管理。
在礦井工作中,不斷改善采掘平衡是延長瓦斯抽放時間的有效途徑,同時也是提高瓦斯抽放效率的有效辦法。在我國,1/3以上的地區,在礦井才開的過程中,都是針對突出煤層進行的,平均的開采速度在每月100m左右,當遇到突出更為嚴重的煤層時,其開采速度每月只有20m~30m,導致煤礦采掘工作失衡,無法對瓦斯抽放預留更多的時間,因此,促進煤礦采掘同步進行是保證瓦斯抽放時間的主要途徑,具體可以通過以下途徑實現:第一,根據不同地區的煤層條件以及瓦斯地質條件,加強對瓦斯突出地域的預測和工作危險性預測工作,通過有效的預測,減少重復或者是不必須要的突出工程,進而確保煤礦采掘工作的平衡進行,確保瓦斯抽放時間得到保證;第二,對快速消除突出煤層的措施進行探索,進而縮短防突周期,才能夠不斷提高掘進得效率。
在眾多的材料中,聚氨醋具有膨脹系數高、凝固時間短、封孔效率高、收縮率小和封孔質量高等優點,尤其適合應用在預留瓦斯的礦井中,因此,我們可以采用聚氨醋進行封孔提高封孔質量。如果購買聚氨醋配方,則能夠自行進行聚氨醋的配置,進而降低企業的生產成本。
主要的優化措施可以從以下幾方面進行:第一,在抽放泵的選擇上,盡量選擇與瓦斯抽放量和抽放阻力相互匹配的設備,在井底的抽放管道和分支管道的直徑,應當盡可能的增大,同時在管道的低洼處可以安裝一個自動放水器,這樣能夠使管網承受的阻力和壓力得到有效的緩解;第二,提高對官方恩和抽放孔氣密性的檢查頻率,發現有漏氣的鉆孔及時進行關閉,以此減少鉆孔的負壓。
領導者和管理人員要對瓦斯抽放工作給予重視,并且組建專門的技術隊伍負責瓦斯抽放技術的管理。在人員配備上,應當配備一支具有較高施工水平和較高專業素養的人員隊伍,對抽放技術行業封孔質量的施工作業質量進行嚴格把關。另外,在監測設施和設備的資金投入上,應當加大力度,并且進行定期的檢查和維護。
通過近期我國煤礦安全生產工作的成效來看,雖然在煤礦瓦斯抽放技術方面取得了一定的進展,但是針對煤礦安全工作的科學研究仍然是任重道遠。為了不斷提高瓦斯抽放技術,使煤礦抽放瓦斯量不斷提高,應當從抽放瓦斯的方法上著手,對高校采煤工作進行全面的研究,進而對提高采煤過程中透氣性的方法進行不讀那的研究。這個過程中,需要以巖石力學和多孔介質流體力學作為理論基礎,不斷提高我國瓦斯抽放技術。另外,在對瓦斯技術進行不斷深入研究的同時,應當能夠做到因地制宜的選擇抽放方法,在管理制度上進行不斷的完善,在研究設備上不斷加大投資,促進我國煤礦瓦斯抽放技術的不斷提高,進而促進煤礦生產工作的安全進行。
煤礦瓦斯事故的發生,是影響煤礦安全生產的一個重要因素,而瓦斯抽放技術的不斷完善是減少煤礦瓦斯事故發生的有效途徑。因此,在現階段,煤礦生產企業應當不斷改進瓦斯抽放 技術,這是當前煤礦企業的當務之急,也是確保煤礦生產安全進行、促進國民經濟持續、健康發展的必經之路。
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1674-6708(2011)57-0066-02