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综放工艺安全问题及防治

文档作者：常达 2 文档来源： 1．太原理工大学矿业工程学院 2．潞安集团华润煤业有限公司，		点击数： 8 1	更新时间： 2025年04月02日
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上一篇：采空区下回采巷道支护技术研究

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2015年第3期(总第114期)协；夏占芋钍 ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2015年3月综放工艺安全问题及防治常 达k2(1．太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2．潞安集团华润煤业有限公司，山西襄垣046200)摘要： 简单阐述了综放开采的发展和研究与综放开采相关的安全问题的必要性，研究了最常见的自燃发火、瓦斯和煤尘三个安全问题，分析了其原因，并对有效的防治提出几点建议。关键词：综采放顶煤；安全问题；原因；防治措施中圈分类号：-ID75 文献标识码： A 文章编号： 2095-0802一(2015)03—0013—02Proble眦and Control of Mechanized Ca、ring Mini呜Technolo野CHANG Dal’2(1．Co¨ege of Mining Engin∞nng，Taiyuan UniVersity’ofof T∞hnoIogy。Taiyuan 030024，Shanxi。China：2．HuaⅢn CoaI Co．．Lld．Lu’an CoaI Group，Xiangyuan 046200，Shanxi，China)Ahmmct：FuUy mech蚰ized caving mirIing development and山e necessit)，to stIldying姚fet)r弛lated to f曲y mech蚰ized caviIIg试ining were brieny discus鸵d，The most common securit)，issues such鹊spontaIleous combustion，g∞觚d coal du8t we他咖died，蚰d i协rea∞n wem粕aly跹d，∞me e雎ctive con劬l su鲳estio璐were pmposed finauy．1【ey words：fhUy mechani舱d longwaU top coal；safety issues； 弛嬲on；contml me鹅uresO引言 1综采放顶煤工艺常见安全问题伴随近年来中国煤炭需求的不断扩大及煤炭行业科技水平的不断进步，综采放顶煤技术亦获得了世人瞩目的成就，无论在开采效率还是应用范围上均获得显著提高㈣。根据相关资料显示，综放工作面单面年生产水平从最初的百万吨级跃升至近700×104 t多，使用范围也基本囊括了已知的所有厚煤层赋存条件；部分大型煤矿集团还根据自身特点研制出诸多具有地方特色的综放生产技术，可见未来综放开采技术仍将是中国煤炭生产中不可获取的重要构成要素。但不可否认的是随着综采工艺的推广使用，其应用中的诸多安全问题亦成为各大煤矿所关注的焦点之一，而这些问题也对矿井生产的高产高效及工人的生命安全造成了一定的威胁，其中煤层自燃、瓦斯突出及煤尘等问题就是最为常见的几种综采工艺安全问题。针对这些不足，积极开展深入研究并提出切实可行的防治手段是每个矿山技术人员所应承担的责任与义务，也是实现煤炭产业长久、高效发展的必然要求。收稿日期：2014一12—16作者简介：常 达，1981年生，男，辽宁阜新人，2005年毕业于河北工程学院建筑环境与设备工程专业，太原理工大学在读工程硕士，工程师。1．1回采巷道顶板煤炭自燃在矿井回采巷道的掘进与使用中，顶板煤层发生自燃的原因主要有以下四点：a)受到顶煤方采的扰动影响及围岩应力的作用，回采巷道上部与两帮的煤层会出现大量裂隙，从而为煤炭自燃提供漏风供氧的可能；b)回采巷道支护的不佳或不及时有可能引起顶部煤层的冒漏现象，从而出现具有氧化蓄热功能的高冒区，使得煤体自燃成为可能；c)巷道两帮温度与回风流温度间存在的差值会在巷道内形成微小循环风流，导致部分风流进入顶板煤层裂隙中；d)巷道通过断层等地质构造时，在地质构造力的影响下煤层裂隙得以充分发育，从而极大增强了该处的漏风量，增大了自燃现象出现的可能。针对所提的这些原因，可采取以下手段进行防治：a)巷道的掘进中，对炮眼的布设及炸药当量的选择应进行严格的科学计算，避免对顶板造成破坏；b)巷道支护必须及时并确保支护质量达标，从而减少巷道裂隙发育的可能，若巷道顶板出现高冒区则应采取安设导风管、喷洒阻化剂等措施进行治理；c)工作面回采时应进行一定长度的超前支护，避免工作面前部的压力聚集破坏煤层；d)对于裂隙发育严重的顶板及巷道帮壁应进行及时、高质的喷浆堵漏作业，杜绝漏风现象的发生。·13·万方数据2015年第3期 纷濠与芋钍 2015年3月1．2采空区自燃综放采空区自燃现象的原因主要可归纳为：a)由于综放开采技术的独特性使得其在煤层开采后的采空区中残留有大量煤炭，这些残煤为自燃发火现象的发生提供了基础；b)在工作面通过并回收煤柱后，旧有巷道难以彻底隔绝风流，使得采空区漏风现象严重，为自燃发火的出现提供可能；c)工作面推进速度的缓慢亦是引起采空区发火的要素之一。针对这些问题，可采取的防治措施则主要有：a)积极改善现有的采放工艺，寻求更佳的采放参数与放顶方式，从而提升顶煤的放出率，减少采空区留煤量，同时还应重视对初末采、端头放煤等技术，进一步减少采空区的留煤量；b)加强对巷道回风的管理，对巷道中存在的漏风点进行探明并采取注砂、灌浆、喷洒阻化剂等相应的措施实施封堵。此外还应采取一定措施尽可能降低工作面上下端头的压差；c)建立严格的施工操作规范和巷道与设备的保养体系，注重对生产质量的监督，以提升工作面的推进速度；d)运用注N：防灭火技术，在采空区中注人惰性气体，使其构成惰化环境，避免发生留煤的自燃。1．3煤层瓦斯问题1．3．1综放工作面瓦斯涌出特点相较于一般的开采工艺，综采放顶煤的开采强度显著提升，这使得其工作面中煤层瓦斯的涌现也有别于普通机械开采，其主要特点有：a)瓦斯的绝对涌出量增多。在相同的工作面推进速度下，综放开采产量可达普通机采的2倍～4倍，这使得综放开采的绝对瓦斯量会大幅提升；b)相对瓦斯量较少。在进行分层开采时，第一分层开采中上部卸压部会有大量瓦斯进入其采空区中，而在近放顶开采时因为无上述部分瓦斯来源，使得综放开采的瓦斯相对涌出量有所减少；c)局部瓦斯的集聚性增大。在综采液压支架的上部有着其所采煤层厚度数倍的放采煤层，加之这部分煤层开采中并无风流通过，使得其中瓦斯大量聚集，这些聚集的瓦斯在顶煤的放落中可能会通过放煤口及支架之间的裂隙进人工作面，并在放煤口与支架上部形成局部的瓦斯聚集现象i d)采空区瓦斯涌出量较大。综放开采会使得一部分的煤炭滞留在采空区中，随着时间的推移，附着于这些煤体上的瓦斯逐渐得以释放，并从采空区的裂隙中涌人工作面，致使工作面瓦斯含量的增加。1．3．2瓦斯的防治措施a)依据工作面实际的瓦斯涌出量的多少与来源及巷道布置方式采取如增大通风量、治理局部瓦斯集聚等方法，此外还可在回风侧煤层的顶板中开设一条旁路回风巷或采用“Y”型通风，增强工作面所集聚瓦斯的有效排除；b)为避免工作面支架、放煤口及上隅角等部位瓦斯的大量局部集聚，可在工作面中安设风障、引射器乃至局部风机来增强对这些部位的通风效·14·果，降低瓦斯浓度；c)制定完善的瓦斯监控体系，定期安排专人对工作面中易出现瓦斯集聚的部位进行监测，确保工作面瓦斯浓度达标，避免安全事故出现；d1对于瓦斯浓度过高的煤层或煤层群，可采取瓦斯预抽采或边采边抽技术，实现煤层中瓦斯的有效排除，避免瓦斯浓度的超标。1．4工作面粉尘问题粉尘问题是煤矿井下开采中威胁工人生命健康安全的主要问题之一翻。尤其是综采放顶煤开采中增加了支架放煤口、溜子转载点等粉尘来源，更是极大地增加了工作面粉尘的浓度。根据相关数据显示，综放面放煤瞬间的粉尘浓度可高达1×104 m咖3。高浓度的粉尘不仅污染工作面环境，使得工人患尘肺病的几率大幅提升，更有可能导致煤尘爆炸事故。面对综采放顶煤工作面粉尘浓度大、源头多的特点，对其的治理宜采用多种方法结合的综合治理，具体而言可从以下几点做起：a)减少粉尘的生成。可采用的方法有煤层预注水、优化开采设备相关数据、采用低位放煤等；b)对粉尘的扩散加以约束。对固定尘源应对其进行密封处理后，对移动尘源应套设软罩封闭起来以避免粉尘扩散；c)在工作面，每隔一段时间就进行喷雾洒水以降低空气中粉尘浓度，并对地面积累的浮尘进行清理；d)增强工作面通风量并在合适的位置布设水幕、喷嘴及除尘器，此外还可引进先进个人的防尘设备增强工人的防护能力【4】。2结语综采放顶煤技术作为厚煤层高效开采的重要手段，是煤炭发展所必须依赖的技术手段之一嘲。是以对伴随其开采工艺而出现的各类诸如自燃发火、瓦斯突出、粉尘灾害等安全问题也一直是煤炭企业所关注的焦点。增强对这些问题的研究，积极探索新型的防治技术是实现矿井生产高产、高效、安全进行的必要手段，也是满足祖国现代化建设能源需求的必由之路。结合多年实践经验，对综放工作面开采中常见问题的缘由与治理措施进行了简单的叙述，希望可为广大技术人员提供些许帮助。参考文献：[1] 樊运策，明科栋．高瓦斯煤层放顶煤安全开采相关技术问题[J]．煤炭科学技术，2006∽：71—74．[2]张永贵，武成权，杨晓晨．浅谈综采放顶煤采煤法高效安全应用的问题[J]．山东煤炭科技，2011(2)：196一198．[3]乔宏斌，郭．荣．综采放顶煤开采工艺与安全技术研究[J]．科技传播，2013(20)：189．[4] 史沁彬，朱延霞．综采放顶煤安全开采问题的探讨[J]．科技与企业，2012(19)：177．[5]王家臣．关于综放开采技术安全问题的几点认识[J]．中国安全生产科学技术，2005(5)：23—27．I责任编辑：

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