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浅析综放工作面矿压显现与瓦斯变化关系

敖显政

贵州盘江精煤股份有限公司山脚树矿,贵州省六盘水市,553533

摘要: 煤炭属于不可再生资源,在开采过程中要不断通过提升开采效率从而提高煤炭的利用率。现阶段我国煤炭开采均在较深的地下,开采难度也在逐渐加大。在综采工作面进行采煤时,所有勘察人员、设备操作人员、数据处理人员等都要借助专业的技术不断优化采煤工艺。本文将详细阐述在综放工作面矿压显现与瓦斯变化关系的具体优化措施。
关键词: 综放工作面;矿压显现;瓦斯变化;关系
DOI:10.12721/ccn.2023.157340
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1矿压显现与瓦斯涌出关系

随着支架工作阻力的变化,18205工作面绝对瓦斯涌出量变化规律如图7所示。

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图1 绝对瓦斯涌出量与支架工作阻力之间关系

从图1发现:工作面绝对瓦斯涌出量和支架工作阻力之间存在密切关系。当工作面回采22m时,直接顶开始垮落,工作面绝对瓦斯涌出量从24.78m3/min升高到30.14m3/min,是直接顶垮落前的1.21倍;当工作面回采50m时,绝对瓦斯涌出量从32.24m3/min升高到38.52m3/min,来压期间绝对瓦斯涌出量为来压之前的1.19倍。工作面在回采期间,瓦斯涌出量呈现以下的变化规律:在工作面初次来压和周期来压之前,绝对瓦斯涌出量发生相对下降的变化趋势;但当来压完成后,绝对瓦斯涌出量开始发生明显的升高,工作面绝对瓦斯涌出量出现最大值比周期来压的到来相对迟缓。选择9号钻孔作为测点,利用预先在9号钻孔安装好的钻孔应力计监测压力变化,同时测定钻孔瓦斯浓度,以获得工作面前方煤体内瓦斯的变化规律,瓦斯浓度与超前支撑压力的变化规律如图2所示。

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图2 瓦斯浓度与超前支承压力之间的关系

从图2发现:在工作面前部卸压区(0-8m),煤层由于采动破坏卸压作用发生膨胀变形,形成大量的互相贯通裂隙,提高了渗透系数,吸附态瓦斯转化为解吸态瓦斯且不断扩散,发生“卸压增流”反应,瓦斯浓度高达1.6-2.1%;在工作面前部支承压力集中区(8-30m)煤层受采动影响较小,裂隙发育不充分,渗透较小,瓦斯压力升高,导致瓦斯涌出量快速减少,瓦斯浓度仅为0.5%左右;在工作面前部30-50m区域,支承压力减小,煤层裂隙得到良好发育,瓦斯浓度又开始回升。

2简析综采面作业治理瓦斯的效果

2.1风排以及抽采瓦斯量

出自于检测采煤队面在做完通风系统更新改造以后,采面阶段的整治瓦斯高效性,需要把更新改造全过程划分成以下几种阶段。

①在“Y”型通风的阶段,横川应当保存其良好的通风作用。②对于衔接阶段来讲,落后横川则必须保证密闭式,此外还需要有效预埋套管道,开启临时性抽采瓦斯系统软件。根据风排、抽采瓦斯量的解读曲线图得知,通风更新改造阶段的抽采、风排瓦斯量都凸显出一定规律改变。③相关第一阶段,其实就是“Y”型通风阶段,从具体情况看通风煤巷的总数较多并且风总流量比较大,所以要借助风排进行瓦斯环境整治,这样一来抽采系统软件没法集中体现其本有作用。④进入第一、第二衔接阶段,可以清晰见到抽采系统软件具有的的作用,协同层系不一样打孔的分别功效,完成瓦斯抽采量全面提升,维持在25m3/min。特别是第二过渡环节,抽采的瓦斯量可以达到采煤队全部周期极限值水准,较大抽采量是45m3/min。在综回风巷身的风流韵事之中的瓦斯浓度值可达到最少,那样可以看得出风排与抽采瓦斯量中间为负关系式。更新改造采煤队面全部通风系统软件,瓦斯整治可以产生“协助风排,关键抽采”的“两进一回”整治系统软件。

2.2上隅角位置的瓦斯体积分数

采煤队面一共开展采煤队工作350d,在采煤队全部时间段内该区域的瓦斯体积分数最高值并没有超出0.8%,体积分数高于0.6%大约是50d,其占有采煤队总体时间的14%,其平均值是0.54%。更新改造通风系统软件以后到进行采煤队阶段,体积分数的平均值能平稳保持在0.3%上下,在这里阶段瓦斯抽采量获得明显增强,能够降低风排瓦斯量,进一步提高了采面高效率,以达到高效作业、增产作业实际效果。

3采煤工艺优化措施分析

3.1采放比的优化

采放比是指,综采工作面所使用的采煤机的破煤高度与放煤高度之间的比。当破煤的高度增加时,放煤的高度会适当减小。通过大量开采经验可知,在破煤过程中高度越高,综采工作面的回采率也会有效提升,设备工作率也会随之上升。当然破煤高度也有临界值,持续增加高度时也会导致压力增加,对支护设备来讲有较高的要求。在煤层通过测量之后,根据采煤高度、通风条件以及具体的实际情况等多种因素,确定出最佳的破煤高度,并且煤层的空间较大,可以引进大型采煤机。多方面因素考量之后,确定煤层工作面的采高为3.2m,放煤高度为8m,采放比为1:2.5。

3.2优化地面技术

在综采工作面进行采煤过程中应当合理采用开采工艺,这样才能保护矿区周围的建筑物和地质,有效避免各类灾害的产生。通常情况下,在煤矿开采过程中,偶尔会伴有走向与倾斜长壁冒落的现象。若施工工艺没有科学选择,还会出现崩塌等严重危害,因此地面技术的选择应当根据矿区周围的地质特征,例如:建筑物的结构、岩层风化程度等确定。煤层最终选择采取预应力锚固技术,专业技术人员再进行各种数据范围、岩体重量等的统计,最后选择混凝土灌浆方法,能够有效避免碎石滚落的问题,可以最大程度保证采煤作业人员的生命安全。

3.3优化井下煤层开采技术

井下煤层开采过程中,优化技术有着重要的作用。既能保证采煤效率提升,同时也能为采煤作业人员提供优质的作业环境。例如:若部分矿区地形条件较特殊,可以采用走向长壁后退式协调开采技术,这样可以避免坍塌事故的发生。还可以使用倾斜长臂协调开采技术,一来避免出现瓦斯爆炸问题,二来还能保证采煤量。若在开采过程中有覆岩危害,通常会采用条带法开采技术,这样就能够避免出现沉降现象。另外,充填法开采技术也是比较常用的开采技术之一,这一技术有着操作简单,容易上手的优点。

3.4优化工作面保水开采技术

在采煤过程中也会受到地下水的影响,因此在综采工作面也要进行保水开采技术的优化,这样能够调控水资源,更好的进行防控涌水工作。在使用保水开采技术时也应当进行创新,例如:可以将长壁综合机械采煤技术与其他的施工工艺共同结合使用,这样能够将隔水层设置的更加准确,开采工作也会更高效和便捷。在煤层开采过程中还可以加入限高开采技术,这样也能保护煤层上方覆盖层,避免出现坍塌问题。分层间歇式开采技术也能对保水开采技术进行不同程度的优化,例如:监测水资源的具体动态,避免开采工作影响到水资源的分布。

结束语:结合目前社会发展对煤矿的需求和新时代下煤矿开采技术的优化,需要煤矿企业在重视开采质量和效率的同时,对综采工作面的煤矿开采技术的可靠性和有效性进行研究,从而对采煤新技术进行优化完善后实现煤矿产量的提高。在对综采工作面的概念、综采工艺程序和综采组织模式进行了解后,借助某企业综采工作面对采煤技术的应用情况看,可以降低成本支出和提高开采产量,所以采煤工艺有着可靠性和实用性,能满足煤矿企业的健康发展需要。

参考文献:

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