億欣煤業(yè)采空區(qū)密閉墻處瓦斯積聚的處理方法

杜文兵

1 概述

晉煤集團億欣煤業(yè)是一座年產1.2 Mt/a的現(xiàn)代化整合生產礦井，由山西沁水富景西都煤業(yè)、沁水西港煤業(yè)等五個礦井整合而成，主采2號和15號煤層，為低瓦斯礦井，近年來產量逐年遞增，隨著礦井不斷延深，礦井淺部靠近回風井的附近已多為采空區(qū)，由于巷道開口為沿煤層底板掘進，當回采工作面回采到停采線之后，由于回采動壓影響，巷口頂部煤體被破壞，頂板破碎，如在此建密閉墻，即使工程質量提高，但采空區(qū)漏風仍然會從頂板破碎煤體中漏出。在礦井風量增加的同時礦井負壓也隨之增高，使采空區(qū)瓦斯逐漸運移到采煤工作面回風側的密閉墻處，造成密閉墻前瓦斯積聚，給礦井帶來不安全隱患。

2 采空區(qū)密閉墻處的瓦斯治理方式

2.1 風筒導風稀釋

用導風筒引導風流來稀釋密閉墻前瓦斯可以說時最直接、最節(jié)約的一種方式，如2222巷和2222副巷道 （見圖1），這種方法雖解決了密閉墻前的瓦斯問題，但對于采空區(qū)漏風帶出高濃度瓦斯這一情況并未解決，因漏風帶入礦井回風的瓦斯總量并未減少，給2230巷掘進造成極大困難和安全威脅。

2.2 加厚密閉墻堵裂隙漏風

原有永久密閉墻均采用料石、水泥結構，墻厚1 m，因墻前瓦斯大，先后在2208巷、2212巷和2212副巷等地點加厚密閉墻且在夾層間搗黃土或用水泥澆筑，但由于密閉墻封頂較困難，密閉墻頂部仍然處于松散狀態(tài)，雖對密閉墻進行噴漿處理，但對于處理密閉墻前瓦斯積聚效果并不明顯[1-3]。

圖1 2222巷道及抽放管道布置

如果將密閉墻緊靠巷口建筑，雖解決了墻前瓦斯積聚問題，但會造成密閉墻下風側有2～3 m的瓦斯帶，安全隱患并未消除。加之，礦井煤體較松軟，不僅巷口裂隙多。密閉墻難以封閉嚴密，而且巷口密閉墻還會給井巷維修造成一定困難。

2.3 快速密閉材料封閉

快速密閉主要應用于煤礦井下巷道的密閉和永久閉墻的堵漏。其產品由類似聚胺脂的A、B兩組成份組成，分別置于兩個壓力容器中。當噴槍工作時，兩種組分在各自容器內的壓力推動下，按比例混合反應后噴出，短時間內形成硬質泡沫固化物，當其附著于物體表面時，起到密閉作用。但由于價格昂貴、必須在無淋水的地點、密閉墻與巷道結合處必須清理干凈，在操作過程中注意事項且A、B罐調節(jié)壓力不宜掌握等原因，仍會造成密閉不嚴，因此使用受到限制[4-5]。

2.4 抽放密閉墻內瓦斯

2222正巷和副巷墻前瓦斯積聚量大，其涌出瓦斯造成2230巷綜掘開口施工受到影響，最高時2230巷開口處曾達到2%，墻前瓦斯達到10%以上，嚴重威脅著2230巷的安全生產。同時，此地點屬獨頭巷道通風，因礦井全風壓風量分配緊張，此處只可滿足一臺2×15 kW風機供風，使用導風筒稀釋又受到限制，在對密閉墻噴漿后，密閉墻前及2230巷處瓦斯?jié)舛瘸跗谟兴陆担芸毂銜e聚瓦斯并達到爆炸濃度[6-7]。

為解決這一難題，便采用密閉墻內瓦斯抽放的方法（見圖2）。

圖2 2222巷密閉墻抽放

使用閥門①對抽放系統(tǒng)進行控制和調節(jié)，抽放前后效果對比如表1、表2所示。

表1 采取密閉墻內插管抽放前10d內各地點的濃度

表2 采取密閉墻內插管抽放后10d內各地點的濃度

圖3 抽放前瓦斯?jié)舛茸兓€

圖4 抽放后瓦斯?jié)舛茸兓€

從表1和表2中可以看出，2222巷和2222副巷采取導風筒稀釋、加厚密閉墻和快速封閉密閉墻措施后抽放前和抽放后各地點的瓦斯?jié)舛茸兓黠@，其中密閉墻里由抽放前的最高濃度19%降至抽放后為5.8%，2222巷密閉墻外瓦斯?jié)舛扔沙榉徘暗淖罡邼舛?.74%降至抽放后為0.14%，2222副巷密閉墻外由抽放前的最高濃度的1.8%降至抽放后的0.12%。從圖3和圖4的濃度對比看出，密閉墻里瓦斯?jié)舛认陆德蔬_到54.3%，瓦斯?jié)舛认陆禈O為明顯，可以看出，插管抽放是解決億欣煤業(yè)回采工作面密閉墻內瓦斯積聚最為有效的方法，可有效杜絕回風隅角瓦斯超限。

3 結語

通過處理2222巷和222副巷的密閉墻處瓦斯，幾點體會如下：

1）今后在設計中，盤區(qū)皮帶巷應沿煤層頂板布置，而工作面巷道在沿煤層頂板開口后，再進入底板掘進，以確保回采之后，密閉墻處的頂板仍處于完好狀態(tài)。

2）在密閉墻構筑過程中，要提高密閉墻施工質量。

3）使用抽放方法處理密閉墻前瓦斯時，要嚴控抽采系統(tǒng)負壓，調整好兩者之間的關系或使用低負壓、高流量抽放設備。

〔1〕高 飛，雷燕昂.大傾角綜采工作面密閉外瓦斯涌出分析[J].山東煤炭科技，2015（6）：66-68.

〔2〕樊清安，譚衛(wèi)華.天河煤礦A303采區(qū)火災密閉構筑實踐[J].江西煤炭科技，2012（4）：8-10.

〔3〕顏雪文，楊建平.密閉及其沿周注漿防火技術在尚莊礦的應用[J].江西煤炭科技，2012（3）：10-11.

〔4〕金永飛，李 波，趙大龍.井下密閉墻快速構筑技術研究與應用[J].煤炭技術，2015，34（5）：179-181.

〔5〕何重倫，顏雪文.密閉粉煤灰充填技術在尚莊礦的運用[J].江西煤炭科技，2006（4）：40-41.

〔6〕李會云.古書院礦154303工作面瓦斯治理[J].江西煤炭科技，2013（3）：19-21.

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