特厚煤層綜放工作面綜放開采技術(shù)

特厚煤層綜放工作面綜放開采技術(shù)

0均壓通風(fēng)控制采空區(qū)漏風(fēng)孤島綜合面周圍與空白區(qū)域相連。在采礦過程中，采動(dòng)壓很大。離回風(fēng)道和相臨風(fēng)道之間的絕緣煤柱容易被壓碎、損壞。由于風(fēng)速下降，兩側(cè)的電機(jī)泄漏，加速了破碎煤體的氧化。隨著時(shí)間的推移，熱量繼續(xù)積聚，壓縮的絕緣煤柱自發(fā)燃燒。均壓通風(fēng)是礦井防滅火的一項(xiàng)重要技術(shù)手段。通過均壓通風(fēng)方式,盡可能的減少進(jìn)回風(fēng)巷與相臨采空區(qū)之間風(fēng)壓差,保持工作面進(jìn)、回風(fēng)順槽與周邊采空區(qū)的風(fēng)壓平衡成為控制采空區(qū)漏風(fēng)的主要技術(shù)手段。另外,均壓措施還大大減小了工作面上、下隅角之間的壓差,降低了工作面的風(fēng)量,使得工作面采空區(qū)的漏風(fēng)減少,從而縮小采空區(qū)可能自燃帶的范圍[1~3]。113工作面自然地面出煤1302綜放工作面是運(yùn)河煤礦-490水平的首采區(qū)第四個(gè)工作面,上部為1301工作面采空區(qū),下部為1303工作面采空區(qū),是運(yùn)河煤礦首個(gè)上、下順槽均沿空布置的孤島綜放工作面。其地面標(biāo)高為+36.7~+37.5m,所在水平標(biāo)高為-490水平,工作面標(biāo)高為-440~-540m。工作面開采3號(hào)煤層,煤層厚度在6.3~9.3m之間,平均厚度約9m,采面設(shè)計(jì)走向長1110m,傾斜長140m,煤層傾角平均15°,面積155400m2,3號(hào)煤層具有自然發(fā)火傾向性,屬二級(jí)自燃發(fā)火,自然發(fā)火期3~6個(gè)月。煤塵爆炸指數(shù)為34%,屬強(qiáng)爆型,工作面絕對(duì)瓦斯涌出量0.66m3/min,屬低瓦斯礦井。1302工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖如圖1所示。2壓前周圍泄漏的測量和壓場周圍的壓力能2.1圖1:美國監(jiān)獄警察-區(qū)工作面進(jìn)、回風(fēng)巷與周邊采空區(qū)漏風(fēng)測定的測點(diǎn)布置如圖2所示。用風(fēng)表分別測量A、B斷面的平均風(fēng)速和斷面積,并計(jì)算A、B斷面風(fēng)量,則B、A斷面的風(fēng)量之差,即為周邊采空區(qū)漏入巷道AB間的漏風(fēng)量:2.2工作面漏風(fēng)量的測定根據(jù)漏風(fēng)量與漏風(fēng)壓差和漏風(fēng)風(fēng)阻的關(guān)系可知,漏風(fēng)量的大小主要取決于漏風(fēng)源與漏風(fēng)匯之間的壓差和漏風(fēng)風(fēng)阻。當(dāng)綜放面采用走向長壁U型通風(fēng)方式通風(fēng)時(shí),在工作面推進(jìn)過程中,采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)量的大小隨著與工作面距離的加大逐漸減弱,漏風(fēng)量大小與工作面的兩端壓差以及采空區(qū)的漏風(fēng)風(fēng)阻有關(guān)。將孤島工作面及進(jìn)、回風(fēng)巷劃分為若干單元,如圖3所示。每個(gè)單元進(jìn)出風(fēng)口布置測點(diǎn),測定進(jìn)、出單元的風(fēng)量Qin、Qout。根據(jù)風(fēng)量平衡方程,則每個(gè)單元的采空區(qū)漏風(fēng)為:式中Qin、Qout—分別為流入和流出單元的風(fēng)量,kg/s;±Ql—流入或流出采空區(qū)的漏風(fēng)量,kg/s。2.3儀器全壓能差采用氣壓計(jì)同步法進(jìn)行通風(fēng)壓能差測量,測定前把兩臺(tái)儀器同時(shí)放測點(diǎn)1對(duì)兩臺(tái)儀器的初始讀數(shù)進(jìn)行校正,記下兩者絕對(duì)靜壓示值差ΔP。設(shè)ΔP=PA-PB,若測定過程中兩臺(tái)儀器的性能保持不變,則有:把A號(hào)儀器留在測點(diǎn)1,B號(hào)儀器移到測點(diǎn)2,待儀器穩(wěn)定后,按約定時(shí)間同時(shí)讀數(shù),并測定兩斷面上的風(fēng)速、大氣壓力和干、濕球溫度。則兩測點(diǎn)間的全壓能差可按下式計(jì)算:式中PA1、PB2—A、B號(hào)儀器在1、2點(diǎn)的絕對(duì)靜壓讀數(shù),Pa;ΔP—A、B號(hào)儀器初始靜壓讀數(shù)差。第一測段結(jié)束后移到第二測段,A號(hào)儀器移至測點(diǎn)2,B號(hào)儀器移到測點(diǎn)3,儀器穩(wěn)定后同時(shí)讀數(shù)。如此逐段前進(jìn),直到測定完畢。同步法可以減少大氣壓力變化和儀器性能變化兩種因素的影響,相當(dāng)于同一臺(tái)儀器同時(shí)在兩點(diǎn)測定,因此,絕對(duì)靜壓差的測定精度比基點(diǎn)法高。3預(yù)測的聯(lián)合壓力措施和影響3.1調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓技術(shù)均壓前首先對(duì)1302整個(gè)工作面進(jìn)行通風(fēng)全壓能測定,繪制壓能圖,掌握均壓區(qū)域及其周圍相關(guān)巷道的通風(fēng)全壓能和漏風(fēng)分布狀況,選擇好調(diào)壓的參考點(diǎn),確定均壓區(qū)域控制目標(biāo)。根據(jù)1302孤島工作面的具體情況和通風(fēng)全壓能測定結(jié)果,采取調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓技術(shù)。在1302回風(fēng)巷一側(cè),如圖1所示的點(diǎn)4處加調(diào)節(jié)風(fēng)門,增加1302整個(gè)工作面進(jìn)回風(fēng)巷的全壓能,降低工作面均壓區(qū)域與周圍相鄰采空區(qū)之間的全壓能差,從而減少工作面均壓區(qū)域與周圍相鄰采空區(qū)之間的漏風(fēng)。3.2工作面總壓能差的影響根據(jù)通風(fēng)全壓能的測定結(jié)果繪出均壓前后的全壓能坡度線,如圖4所示。從實(shí)測數(shù)據(jù)可知:測風(fēng)站1點(diǎn)到調(diào)節(jié)風(fēng)窗4前之間的總壓能差由245.2Pa降低為165.4Pa,進(jìn)風(fēng)巷與相鄰采空區(qū)間的總壓能差由原來的58.5Pa降低到44.2Pa,回風(fēng)巷兩側(cè)總壓能差由50Pa降低到24Pa,工作面2-3點(diǎn)間總壓能差由原來的65.4Pa減小為31.5Pa;相對(duì)應(yīng)的1302工作面進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷與相鄰采空區(qū)之間和工作面采空區(qū)的漏風(fēng)量大大減少。從實(shí)測數(shù)據(jù)可知:進(jìn)風(fēng)巷與相鄰采空區(qū)間的漏風(fēng)量由原來的21m3/min減小為7m3/min,回風(fēng)巷與相鄰采空區(qū)間的漏風(fēng)量由原來的24m3/min減小為6m3/min,工作面采空區(qū)的漏風(fēng)量由原來的360m3/s減小為189m3/s。均壓效果非常明顯。通過以上均壓措施的實(shí)施,一方面,大大減小了漏入采空區(qū)內(nèi)的風(fēng)量,使得工作面采空區(qū)氧化帶寬度變小,窒息帶前移,降低了采空區(qū)內(nèi)自然發(fā)火幾率;另一方面,大大減小了與孤島工作面四周相連的采空區(qū)漏風(fēng),使受采動(dòng)影響已經(jīng)破裂的煤體難以出現(xiàn)自燃。在以上均壓措施以及相鄰煤柱、采空區(qū)注漿和密閉等綜合防滅火技術(shù)措施的保障條件下,1302孤島工作面順利回采結(jié)束,沒有出現(xiàn)任何的自然發(fā)火征兆,取得了較好的1302孤島工作面防滅火效果。4工作面漏風(fēng)量的測定(1)調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓是針對(duì)采空區(qū)并聯(lián)漏風(fēng)采取的一項(xiàng)均壓措施。后退式回采U型通風(fēng)方式,工作面采空區(qū)漏風(fēng)是導(dǎo)致遺煤自燃的重要因素。在工作面回風(fēng)巷安設(shè)風(fēng)門是降低工作面壓差、減少漏風(fēng)最簡便易行的措施。(2)采用單元法能夠快速準(zhǔn)確的測定工作面漏風(fēng)量,對(duì)于判定采