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综采工作面上隅角瓦斯治理研究与应用
摘要:本篇文章将综述上隅角瓦斯治理的当前状况,探索新的治理方法,并通过分析展示其在实际工作中的应用,阐述了新的治理方法及其应用,最后对未来的研究方向进行了展望,希望通过这篇文章,对上隅角瓦斯治理的研究和实践提供一些启示和指导。
关键词:瓦斯治理;综采工作面;上隅角;瓦斯生成与分布
引言:随着矿山开采深度的不断增加,矿井安全问题日益突出,其中,瓦斯爆炸是其中的重要安全隐患。在综采工作面,上隅角瓦斯积聚问题十分严重,对矿井安全造成了极大的威胁。然而,由于上隅角地形复杂,瓦斯治理工作难度大,传统的瓦斯治理方法往往效果不理想。上隅角瓦斯治理的问题并非孤立存在,而是与矿山通风、煤层气动态、煤层开采等诸多因素相互关联。对于这一问题,我们需要对瓦斯治理的理论进行深入理解,并开展新的研究,探索更有效的上隅角瓦斯治理方法。
一、瓦斯治理的理论基础
瓦斯(甲烷)是煤炭形成过程中生成的一种可燃性气体,其在煤矿中的存在既有利也有害。一方面,瓦斯可以作为一种清洁能源,通过科学采集和利用,为人类社会提供能源。另一方面,瓦斯的积聚可能导致瓦斯爆炸,给矿山安全带来严重威胁。
瓦斯的生成与分布受到多种因素的影响,包括煤炭的成矿条件、地质构造、煤矿开采等。一般来说,瓦斯主要储存在煤层中的微孔和裂隙中,其中部分会因为地质构造的变动或煤矿开采的影响而释放出来。在煤矿开采过程中,瓦斯主要通过扩散、压力驱动和地应力释放等方式迁移到矿井空间,尤其是在综采工作面,瓦斯积聚问题尤为严重。
瓦斯爆炸是矿山安全的主要威胁之一。当瓦斯浓度在爆炸极限(一般为5%-16%)之间,氧气浓度大于12%,火源温度650~750℃时即可引发爆炸,产生巨大的爆炸能量,对人员和设施造成严重破坏。此外,瓦斯爆炸还会产生有毒的一氧化碳,对矿工的生命安全构成二次威胁。
瓦斯治理的主要方法包括通风扩散、瓦斯抽采和瓦斯利用等。通风扩散是最常用的方法,通过增大矿井的通风量,稀释瓦斯浓度,使其低于爆炸极限。瓦斯抽采则是通过钻孔在煤层中释放瓦斯,减少瓦斯在工作面的积聚。瓦斯利用则是将抽取的瓦斯进行清洁利用,既减少了瓦斯浓度,又实现了资源的有效利用。然而,在实际操作中,这些方法常常受到瓦斯产出量大、分布不均、抽采困难等问题的限制,尤其在综采工作面的上隅角,由于空间狭小、通风困难等因素,瓦斯治理更为复杂和困难。
二、综采工作面上隅角瓦斯治理的问题和挑战
在综采工作面,上隅角是瓦斯积聚的主要区域,其瓦斯治理问题的复杂性和严峻性超出了许多传统治理方法的处理能力。这些问题的存在,既受制于瓦斯自身的物理特性和动态变化规律,又与矿井的工作条件、通风设施和治理设备的技术水平紧密相关。
具体来说,上隅角的空间狭小、形态复杂,常常使得通风扩散和瓦斯抽采的效果不尽人意。由于采煤机等设备的工作,上隅角的通风条件易受到破坏,使得瓦斯在此区域内积聚的可能性增大。此外,上隅角的地质条件也对瓦斯抽采造成困扰,如煤层厚度、裂隙发育状况、地应力变化等都可能影响抽采效果。
在现有的治理方法中,通风扩散是最常用的,但在上隅角,由于空间限制和工作条件的影响,通风效果常常难以达到预期。瓦斯抽采虽然可以直接从煤层中释放瓦斯,降低瓦斯浓度,但在上隅角,地质条件的复杂性和钻孔设备的局限性,往往使得抽采效果受到限制。虽然瓦斯利用可以从根本上减少瓦斯浓度,但其技术难度大、成本高,尚未在大规模的矿山中得到广泛应用。
总的来说,综采工作面上隅角的瓦斯治理面临着诸多问题和挑战,需要我们进行深入研究,寻找更有效的治理方法和技术。
三、新型综采工作面上隅角瓦斯治理方法的研究
(一)新型治理方法的理论分析
新型治理方法的理论分析是建立在对瓦斯的深入理解以及对矿井工作环境的精细控制上。先进的瓦斯抽采技术,例如定向钻孔和分层抽采,能够更精准地达到瓦斯积聚区域,提升瓦斯抽采的效率。定向钻孔技术是在对矿层结构和瓦斯分布有精确理解的基础上,精确定位钻孔,从而有效地进行瓦斯抽采。分层抽采则是依据煤层的地质特性,分层进行瓦斯抽采,以降低瓦斯积聚的风险。
矿井微环境控制技术则通过调节工作面的温度、湿度、通风等环境因素,来影响瓦斯的扩散和积聚。通过精确控制微环境因素,我们可以有效地降低瓦斯的浓度,从而降低爆炸的风险。
(二)新型治理方法的设计和实施
新型治理方法的设计和实施需要考虑到矿井的地质条件、煤层特性和瓦斯分布。我们首先需要对矿井进行详细的地质调查,了解煤层的地质特性和瓦斯分布。然后,根据这些信息,我们可以设计出针对性的治理方案,例如选择合适的抽采技术和设备,确定最佳的抽采策略等。
在实施过程中,我们需要安装瓦斯预测和监控设备,实时监测瓦斯的浓度和分布,并根据监测数据调整治理方案。我们还需要定期对设备进行检查和维护,以确保其正常运行。
(三)新型治理方法的优点和限制
新型治理方法的最大优点是其综合性和灵活性。它们能够结合矿井的具体条件,提供针对性的治理方案,从而有效地解决瓦斯问题,提高矿井的安全性和工作效率。
然而,新型治理方法也存在一些限制。首先,这些方法的技术难度较大,需要专业的技术人员进行设计和操作。其次,这些方法的成本也较高,需要投入大量的设备和人力资源。此外,这些方法的效果还受到矿井地质条件和工作环境的影响,不能保证在所有情况下都能取得理想的效果。
结语:总体来看,综采工作面上隅角瓦斯治理是一项具有挑战性的任务。尽管当前的治理方法在某些方面存在局限性,因此,我们需要在未来的研究中,不断探索和完善这些新型方法,使其更加适应各种工作条件,更有效地解决瓦斯问题。同时,我们也需要提高矿井工作人员的技术水平,提高他们对瓦斯问题的认识和处理能力。最终,我们希望通过这些努力,确保矿井的安全,保护工人的生命安全,促进矿业的可持续发展。
参考文献:[1]李娇峰.综采工作面上隅角瓦斯超限治理技术研究[J].石化技术,2023,30(04):283-284.
[2]王胜国.综采工作面上隅角瓦斯综合治理技术应用[J].煤炭科技,2023,44(02):172-174.
[3]李小超,周中立,王永帅等.综采工作面上隅角瓦斯治理技术应用[J].内蒙古煤炭经济,2022(02):142-144.