图2-3-22 老虎台矿63006-I综放面采空区顶煤巷抽放法
图2-3-21和图2-3-22两种不同布置型式的顶煤巷抽放法,分别在老虎台矿78001-I(1)和63001-I综放工作面综放工作面试验应用均取得了较好效果。
63006-I综放工作面经过近8个月的抽放,抽放率达到95.12%,瓦斯威胁消除了,但由于没能做到实时监控抽放,使得采空区漏风增大,而导致采空区自然发火和瓦斯燃爆。
78001-I(1)综放工作面由于工作面长180m,加之预测瓦斯涌出量大、煤层生产能力和开强度大等原因,除采用埋管抽放,还在工作面中间部位增打一条顶煤抽放瓦斯巷,以加大抽放强度,提高抽放率。 实践证明,在瓦斯涌出量大的工作面,采取联合抽放方法是有效的。
在高瓦斯煤层开放式采空区实施高强度抽放瓦斯时,无论采用哪一种抽放方法,都存在采空区漏风和自然发火问题。因此,如何加强采空区的防火管理,有效控制自然发火的发生已成为开放式采空区抽放瓦斯成功与否的一项关键技术和难题。一般应从以下几个方面人手:
(1)合理确定采煤工作面的长度和开采高度(综放工作面应合理确定采放比),在保证一定的推进速度前提下,提高回采率,减少采空区丢煤(大量碎煤堆积于采空区)。
(2)合理确定采煤工作面的通风方式和最佳通风量,把采煤工作面进、回两点间的压差降低到最小值,避免因压差过大而引起采空区漏风增大。
(3)选择合理的采空区抽放瓦斯方法和优化抽放参数。实践证明,采用的抽放瓦斯方法如能使抽放的瓦斯流动方向同采煤工作面回风流流动方向相一致,且保持稳定的抽放参数(主要是抽放量Q抽和抽放负压h抽),就可以大大的减少采空区自然发
火事故(或现象)的发生,因为这种抽放方法可使采空区窒息带的宽度随着采空区范围的扩大而扩大。从有利于采空区防止自然发火的角度看,钻孔抽放和顶煤巷抽放法最为合理。但这两种方法的采用需要增加生产计划外的辅助工程,无疑将增加生产负担,在生产接续紧张的矿井是很难做到的。除此之外,对“顶煤巷”和“钻孔”的防火管理又提出了新课题。
合理确定开放式采空区抽放瓦斯最佳参数,是关系到采空区能否实现安全抽放,达到采煤工作面安全生产目的的关键。抽放的瓦斯混合气体,应符合以下要求:
①氧气(O2)浓度不得大于7%,最高不大于10%;
②一氧化碳(CO)浓度不得大于临界值(临界值指标由开采矿井考察确定。抚顺矿区煤炭自然发火的临界值指标CO临≤50ppm); ③瓦斯(CH4)浓度不得低于25%或30%(采用水环式真空泵抽放时,不低于25%;采用于式鼓风机抽放时,不低于30%); ④混合气体温度不得大于所在场所(地点)的空气温度;
⑤回采工作面回风流和上隅角的瓦斯和一氧化碳浓度不得超过《煤矿安全规程》的规定