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装配式建筑工程知识分享:放顶煤开采工作面初

发布日期:2020-11-25 16:33 作者:OPE体育

  【摘要】装配式建筑具有质量好、效率高、施工快等优点,克服了传统建筑生产效率低、施工速度慢、建设周期长、劳动强度大、材料消耗多等缺点。因此,装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法越来越受到人们的重视。环球网校(环球青藤旗下品牌)为大家带来建筑工程知识分享系列。

  1.1 概况 2118工作面位于三水平北翼30采区,走向长980m,倾斜长150m,最里端50m,倾斜长100m,平均采高8m,煤炭储量159.53万t,开采方式为综采放顶煤,年生产能力60万t,吨煤瓦斯含量16.23m3/t,瓦斯储量2.589万m3。该工作面基本顶为细砂岩,灰褐色、钙质胶结,垂直节理发育,厚度为3.04m。直接顶为砂质泥岩,灰黑色,含次生黄铁矿,裂隙充填方解石脉,厚度为4.85m。伪顶为泥岩,黑色,块状,局部发育,厚约0.1m。直接底为砂质泥岩,黑色,含植物根部化石,厚0.7m。

  1.2 瓦斯综合抽放 2118工作面投产时,瓦斯涌出量达到13.43m3/min,由于工作面本身瓦斯较大,虽然已进行了本煤层预抽,配风量也达到2000m3/min,风排瓦斯量平均18m3/min,但生产时瓦斯浓度仍处于临界状态并时有超限,影响了安全生产。为此,增加了工作面回风巷走向卸压孔抽放、采空区埋管抽放、工作面浅孔抽放等多种瓦斯抽放方式。采取的具体措施如下:①运输巷切眼附近钻孔预抽。切眼下端向外50m范围内运输巷共施工49个钻孔,计2940m,抽放纯量0.56m3/min。②采空区埋管抽放。在工作面回风巷紧贴上帮接一趟100mm管埋入工作面采空区进行抽放,抽放负压6KPa、瓦斯浓度32%、抽放纯量2.02m3/min。③回风巷走向卸压孔抽放。在底板回风巷向工作面顶板打钻,共5个钻孔,孔深分别为47,44,38,26,35m。终孔进入煤层顶板3m,沿倾斜距回风巷上帮分别为15,17,19,21,23m。抽放纯量0.9m3/min。④工作面浅孔抽放。浅孔瓦斯抽放孔间距2.5m,孔深8m,与水平方向夹角为30。在回采过程中,采用一班抽放,二班生产,抽放负压1.9KPa、瓦斯浓度35%、抽放纯量0.26m3/min。⑤高位钻孔瓦斯抽放。在工作面中切眼布置一个裂隙钻场,钻场内共布置3个钻孔,向始切眼方向,孔深分别为193,187,181m。终孔位置距煤层顶板距离分别为20,25,30m。抽放负压16.8kPa、瓦斯浓度25%、抽放纯量1.49m3/min。

  1.3 抽放效果 2118工作面采取了综合抽放后,瓦斯抽出量5.23m3/min,风排瓦斯量11m3/min,瓦斯抽放率为32.21%。采取综合抽放后,配风量1505m3/min,工作面产量达到1120t/d,回风瓦斯浓度0.73%,综合治理效果明显。

  2.1 概况 2106工作面位于二水平南翼31采区3104工作面下部,走向长105m,倾斜长100m,煤炭储量12.25万t。开采方式为炮采放顶煤,生产能力36万t/a,平均瓦斯相对涌出量8.52m3/t。受南大巷向斜构造及F19断层组、F3002断层影响,工作面内断层较多。工作面位于向斜轴南段,走向N130~140。煤层产状变化大,从整个工作面来看,倾角在14~16,平均煤厚8m。该面基本顶为细砂岩,灰褐色、钙质胶结,垂直节理发育,厚度为6.20m。直接顶为砂质泥岩,灰黑色,含次生黄铁矿,裂隙充填方解石脉,厚度为5.35m。伪顶为泥岩,黑色,块状,局部发育,厚约0.1m。直接底为砂质泥岩,黑色,含植物根部化石,厚1.5m。

  2.2 瓦斯综合抽放 2106工作面投产以后,由于没有预抽,加之初采阶段所施工的高位钻孔还不能发挥作用,即使风量配到了1100m3/min以上,工作面瓦斯依然在临界状态,并且时有超限,严重影响了工作面的安全生产。为此,采取以下几种瓦斯综合抽放措施。①本煤层瓦斯抽放。在回风巷距工作面30m的位置施工5个走向煤孔,钻孔长度分别为40,22 4,40 2,40,38m。终孔位置落在煤层顶板处。②冒落带钻孔抽放。在31采区专用回风巷向3106工作面采空区施工6个钻孔,孔深分别为80,74.2,68.8,70.4,75,56.2m。终孔位置距煤层顶板距离分别为5,5,10,10,15,15m。③高位钻孔瓦斯抽放。在工作面外切眼布置一个裂隙钻场,钻场内共布置4个钻孔,向始切眼方向,孔深分别为126,133,118,135m。终孔位置距煤层顶板距离分别为20,25,30,35m。

  钻孔施工完毕后,分别进行带抽,回风巷走向煤孔抽放负压18.7KPa、瓦斯浓度21%、抽放瓦斯纯量0.27m3/min;采空区瓦斯抽放负压7.5KPa、瓦斯浓度7%、抽放瓦斯纯量0.66m3/min;顶板裂隙钻孔抽放负压20kPa、瓦斯浓度36%、抽放瓦斯纯量3.54m3/min。

  2.3 抽放效果 3种方式合计抽放量为4.47m3/min,工作面瓦斯涌出量明显减少,回风流瓦斯浓度由原来的接近临界状态下降到0.62%,配风量也由原来的1100m3/min下降到751m3/min,2106工作面产量保持在1000t/d左右。瓦斯综合治理效果显著。

  3.1 概况 3105工作面位于21采区,走向长壁后退式开采,走向1680m,斜长140m,伪顶不发育,直接顶为泥岩、砂质泥岩,厚4.25m,老顶为中细粒砂岩,平均厚度4.07m,顶板岩层起伏变化较大。所采煤层媒质松软,呈粉末状,煤层厚度变化较大,在3~26m之间,平均10.7m,煤层倾角平均10。根据21051上、下付巷掘进时的瓦斯涌出情况,采面高瓦斯段在回采时绝对瓦斯涌出量最高预计可达21.97m3/min。在实际回采过程中揭露出采面中段煤层厚达30m以上,瓦斯绝对涌出量达40m3/min,整个回采过程中瓦斯绝对涌出量一直保持在15m3/min以上。

  3.2 瓦斯综合抽放 “高抽巷”的布置综采放顶煤工作面进回风巷都沿底布置,“高抽巷”则必须在距回风巷水平距离15~20m处沿顶板平行于回风巷布置,距回风巷太近,容易造成巷道漏气观象,距回风巷太远,抽放巷端头不在采空区瓦斯富集区,抽放效果均不好。“高抽巷”采用24×24m圆木对棚和塑料编织网支护,棚距不大于0.6m,巷道高度不低于2.0m,断面4.8m2。“高抽巷”内不得有任何杂物和导电体。抽放巷口必须进行密闭,保证不漏气。抽放管口距离密闭里墙面不得小于0.5m,高度应大于巷道高度的2/3。抽放管口应设有杂物不能进入的过滤设施,如果“高抽巷”内淋水较大,要在密闭底部安设排水管。

  根据3105综放面需要抽放的瓦斯量、管路阻力、预计的抽放瓦斯浓度和井下现场实际条件,经设计,决定采用两台SK-60型水环式真空泵一用一备进行抽放,正常运行时最大抽放流量60m3/ min。抽放主干管为10英寸无缝钢管(固定于大巷)与抗静电阻燃玻璃钢管用于工作面回风巷。抽放瓦斯直接排到总回风巷。抽放监控系统安装了LGM-250型均速管抽放流量监控系统一套,对31051综采工作面抽放参数如流量、瓦斯浓度、温度、负压、差压等进行了不间断微机自动监测。水垢处理使用ZH-G型水处理设备,该设备集防腐、防垢、净化、过滤于一体,结构完善,采用水力驱动完成处理过程,能有效阻止水垢生成。

  高抽巷抽放瓦斯效果的分析通过抽放数据分析,抽放效果十分明显,工作面配风在900~1200m3/ min情况下,回风流瓦斯浓度稳定在0.2%~0.6%,上隅角瓦斯浓度在0.4%~0.7%之间,抽放瓦斯浓度30%~80%,瓦斯抽放量在12~28m3/min,最大达32m3/ min,平均16m3/min,抽放率达到50%以上,有效保证了工作面稳产高产。

  装配式建筑作为一种新兴的建筑施工方法,其很多优点都是传统建筑无法比拟的。因此,在现代建筑业快速发展的时代,我们应该转变观念和思路,投入更多的人力、物力来研究和发展装配式建筑,使其成为现代建筑业发展的主流方向,为现代人们提供更多更好的舒适安全、绿色环保的居住空间,促进现代建筑业的发展。以上内容就是“装配式建筑工程知识分享:放顶煤开采工作面初采期间瓦斯治理”,更多精彩内容可继续关注环球网校!点击下方免费下载,可领取装配式精华考点/课程讲义。

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