唐山矿深部区域瓦斯治理技术研究与应用
发布时间：2020-11-03 18:48
中国是最大的发展中国家,对能源的需求量很大,煤炭产量目前排在世界第一位。采矿业的飞速发展又面临着很多新课题,井工煤矿深部区域的瓦斯问题就是其中之一,当今各个煤炭集团在瓦斯治理技术水平存在较大差异,因为每个矿区的煤层赋存的有所不同,采煤生产技术装备有的很先进。国内外瓦斯治理采取的理念和技术手段各不相同,不能完全照搬照抄国外成熟的治理经验,可以借鉴国外对处理问题的方法和思路,根据我国实际情况进行引进和创新,不断提高防范瓦斯灾害的能力。唐山矿是具有140年开采历史的大型矿井,采深最深达到-1020m,对深部区域的瓦斯治理问题,需要进行系统性的解决,才能有效保障安全生产。以唐山矿岳胥区十四水平的Y484综放工作面为研究对象,提出深部区域瓦斯治理技术方案进行研究并应用于现场实践。Y484采区位于矿井的深部区域(-950水平),通风系统比较复杂,工作面两侧都是本煤层的老采空区,形成了孤岛,局部巷道变形严重导致通风阻力较大,加上深部区域瓦斯含量高,受气压波动影响有时瓦斯涌出异常,工作面有风流瓦斯超限的安全隐患。为消除瓦斯对安全生产威胁,通过测定该区域瓦斯参数等单项指标,对工作面瓦斯状况有全面了解。通过研究Y484工作面瓦斯地质资料,综合运用通风网络解算技术和采矿学理论,分阶段对工作面瓦斯涌出进行动态预测,从通风系统优化、瓦斯综合抽采、安全监控和现场管理等方面研究制定瓦斯治理的技术方案。解决了矿井深部区域复杂通风系统的瓦斯问题,综合比较认为Y484瓦斯治理技术更加实用高效。图32幅;表15个;参52篇。
【学位单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD712
【部分图文】：
辅助系统之一，矿井通风系统是否合理可靠对矿井安全有至关重要的影响。矿井通风为井下源源不断地输送新鲜空气，满足井下各个地点的作业人员对氧气需求，为从事采掘活动矿工提供最基本的生存条件，稀释并排出矿井的采掘空间内如瓦斯和一氧化碳等各种有毒有害气体及粉尘，创造较为舒适的矿内工作环境，有利于矿工的生命安全健康。另外，当井下灾害时，可以对矿井通风系统进行风流调度，有效的抑制灾害扩大。对于生产矿井而言，结合煤矿自身实际情况选择合理的通风系统非常重要[1-6]。不同矿井工作面、采空区瓦斯涌出量不同，所采用工作面的通风系统也不同。下面就国内外在工作面通风系统中经常采用各种形式做分析和论证：（1）Z 型通风系统Z 型的通风系统有后退式和前进式两种，如图 1 所示，后退式的特点是采空区的瓦斯不进入到工作面风流，而是直接涌向回风巷，这样有利于在工作面回风侧进行布孔抽放。Z 型前进式通风系统上隅角易积聚瓦斯，一般在工作面进风侧进行瓦斯抽放。两种方式都需要对沿空留巷进行监控，采空区的漏风比较难以控制。
第 1 章 文献综述（2）U 型通风系统U 型通风系统煤矿现场采用最多的一种形式，U 型通风系统的如图 2 所示，最大特点是结构非常简单，由一进和一回两条巷道组成。U 型后退式通风系统优点是工作面漏风很小，通风设施少，现场管理容易等，但上隅角易积聚瓦斯[9-10]。U 型前进式通风系统的主要优点工作面的瓦斯全部进入回风系统，当漏风不大时，有一定优越性，对于发火严重的煤层，因为采空区漏风不好控制，不易采用前进式。
(a)U 型后退 (b)U 型前进图 2 U 型工作面通风系统Fig.2 U-type workface ventilation system（3）W 型、Y 型、双 Z 型通风系统W 型通风系统如图 3 所示，同样也分为后退式和前进式。后退式通风系统多用于对拉工作面，特别是瓦斯涌出量大的工作面，把上、下两侧巷道当作进风，利用中间的巷道回风，可以减少工作面的瓦斯涌出，在中间巷道布置抽放瓦斯钻孔，能够极大地提高抽放效率，这种系统的缺点是中间巷道风速较高，加速了粉尘的飞扬，防尘管理难度增大。前进式通风系统的特点是巷道系统全部在采空区内布置，采空区长期存在大量漏风、对瓦斯的管理难度增加，可能导致采空区高浓度瓦斯大量异常涌出，安全性差，有瓦斯事故潜在隐患。在自然发火严重的矿井，采空区漏风容易导致采空区发火事故，故前进式通风系统在深部矿井的现场使用很少。
【参考文献】
本文编号：2868961
【学位单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD712
【部分图文】：
辅助系统之一，矿井通风系统是否合理可靠对矿井安全有至关重要的影响。矿井通风为井下源源不断地输送新鲜空气，满足井下各个地点的作业人员对氧气需求，为从事采掘活动矿工提供最基本的生存条件，稀释并排出矿井的采掘空间内如瓦斯和一氧化碳等各种有毒有害气体及粉尘，创造较为舒适的矿内工作环境，有利于矿工的生命安全健康。另外，当井下灾害时，可以对矿井通风系统进行风流调度，有效的抑制灾害扩大。对于生产矿井而言，结合煤矿自身实际情况选择合理的通风系统非常重要[1-6]。不同矿井工作面、采空区瓦斯涌出量不同，所采用工作面的通风系统也不同。下面就国内外在工作面通风系统中经常采用各种形式做分析和论证：（1）Z 型通风系统Z 型的通风系统有后退式和前进式两种，如图 1 所示，后退式的特点是采空区的瓦斯不进入到工作面风流，而是直接涌向回风巷，这样有利于在工作面回风侧进行布孔抽放。Z 型前进式通风系统上隅角易积聚瓦斯，一般在工作面进风侧进行瓦斯抽放。两种方式都需要对沿空留巷进行监控，采空区的漏风比较难以控制。
第 1 章 文献综述（2）U 型通风系统U 型通风系统煤矿现场采用最多的一种形式，U 型通风系统的如图 2 所示，最大特点是结构非常简单，由一进和一回两条巷道组成。U 型后退式通风系统优点是工作面漏风很小，通风设施少，现场管理容易等，但上隅角易积聚瓦斯[9-10]。U 型前进式通风系统的主要优点工作面的瓦斯全部进入回风系统，当漏风不大时，有一定优越性，对于发火严重的煤层，因为采空区漏风不好控制，不易采用前进式。
(a)U 型后退 (b)U 型前进图 2 U 型工作面通风系统Fig.2 U-type workface ventilation system（3）W 型、Y 型、双 Z 型通风系统W 型通风系统如图 3 所示，同样也分为后退式和前进式。后退式通风系统多用于对拉工作面，特别是瓦斯涌出量大的工作面，把上、下两侧巷道当作进风，利用中间的巷道回风，可以减少工作面的瓦斯涌出，在中间巷道布置抽放瓦斯钻孔，能够极大地提高抽放效率，这种系统的缺点是中间巷道风速较高，加速了粉尘的飞扬，防尘管理难度增大。前进式通风系统的特点是巷道系统全部在采空区内布置，采空区长期存在大量漏风、对瓦斯的管理难度增加，可能导致采空区高浓度瓦斯大量异常涌出，安全性差，有瓦斯事故潜在隐患。在自然发火严重的矿井，采空区漏风容易导致采空区发火事故，故前进式通风系统在深部矿井的现场使用很少。
【参考文献】
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2 任世权;矿井通风系统安全性最优化分析研究[D];西安科技大学;2010年
本文编号：2868961
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