CN112012782A - 综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，属于瓦斯防治技术领域，包括如下步骤：对所有超前段封闭进行密闭专项设计的定制，密闭方式为安装防爆墙标准构筑，并严格按照要求掏槽施工，防爆墙构筑完成后对墙体周边进行注浆，封闭漏风裂隙，同时对墙体及向外侧延伸5m的巷道进行喷浆。本发明中，通过上述瓦斯防治和防灭火技术应用，1012001综放工作面封闭区内氧气浓度已维持在4％以下，瓦斯浓度已维持在3％以下，无一氧化碳和乙烷等气体，治理效果良好，使用φ153钻孔配合φ108套管，采用“两堵一注”的方法进行封孔，即有效防止了钻孔塌孔，保证钻孔质量，又封堵了钻孔周围煤体裂隙，避免抽采过程中煤柱漏风，造成自然发火。

Description

综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术
技术领域
本发明属于瓦斯防治技术领域，尤其涉及综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术。
背景技术
园子沟矿井位于陕西省宝鸡市麟游县西北部，属于永陇矿区麟游区，井田东南距西安市180km，244国道(原210省道)从井田中部穿过，距宝鸡二电厂87km，距宝鸡市107km，南与S306省道、312国道及福银高速公路相接，交通较为便利。宝麟铁路为本矿区铁路专用线，接轨于宝中铁路凤翔站，经姚家沟、招贤至郭家河，已建成投运，可满足矿井产品煤外运需要，园子沟井田面积237.16km2，煤炭地质储量13.40亿吨，可采储量7.20亿吨。井田内煤层共5层，可采煤层有2-1煤、2煤、3-1煤和3煤。其中，2煤为主要可采煤层，平均厚度7.80m，赋存稳定；2-1煤煤层平均厚度为3.69m，主要分布在井田东部，井田西部局部可采，为次要可采煤层；3煤煤层平均厚度为3.03m，分布在井田西部，为次要可采煤层；3-1煤为3煤的局部分岔区。2煤层属于容易自燃煤层，自然发火期为49～123天，煤尘具有爆炸危险性，属于高瓦斯矿井，矿井采用立井单一水平开拓井田，主、副、回风井位于工业广场，矿井建设规模为800万吨/年，服务年限为64.3年。
1012001综放工作面是园子沟煤矿在101盘区沿煤层走向布置的第一个综采放顶煤工作面，其倾向长度200m，东西走向2618m，可采长度1470m，主要回采煤层为2#煤层，赋存稳定，结构较为简单，在工作面准备期间煤层揭露厚度3.0～14.9m。工作面采用单一走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤法，全部自然垮落法管理采空区顶板。
为保证工作面准备期间掘进效率及物料运输，同时避免长距离局部通风问题，1012001综放工作面进风巷均采用双巷布置，即辅助运输巷和带式输送机巷进风、一号回风巷和二号回风巷回风的两进两回“U”型通风系统，双巷间施工联络巷。随工作面推采，双巷间联络巷将逐渐进入采空区，一号回风巷、辅助运输巷将形成盲巷，因此需提前对即将进入采空区的一号回风巷、辅助运输巷构筑防爆墙进行封闭，封闭后封闭区内将形成局部瓦斯积聚空间，即“瓦斯罐”，同时受工作面采动影响，若巷道封闭不严密，造成漏风，则容易导致封闭区煤自燃发火。
1012001综放工作面为园子沟煤矿首采工作面，工作面采用五巷布置，即辅助运输巷、带式输送机巷、高位瓦斯抽放巷及一、二号回风巷，进回风巷均采用双巷布置，因防灭火及通风管理要求，工作面回采期间，必须对一号回风巷、辅助运输巷进行超前封闭，封闭后将形成局部瓦斯积聚空间，即“瓦斯罐”，同时存在自然发火危险，严重威胁矿井安全生产，针对上述问题，结合园子沟煤矿煤层瓦斯赋存规律和防灭火情况，提出了束管监测、注氮、瓦斯抽采等有针对性的瓦斯治理和防灭火方法，消除“瓦斯罐”和火灾隐患，确保安全生产。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有巷道封闭后容易形成局部瓦斯聚集，如果出现漏风导致封闭区煤自燃发火的问题，而提出的综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，包括如下步骤：
S1、对所有超前段封闭进行密闭专项设计的定制，密闭方式为安装防爆墙标准构筑，并严格按照要求掏槽施工。
S2、防爆墙构筑完成后对墙体周边进行注浆，封闭漏风裂隙，同时对墙体及向外侧延伸5m的巷道进行喷浆，喷浆厚度不小于一定厚度，确保墙体严密不漏风。
S3、沿二号回风巷安装一趟φ159注氮管路，通过101盘区一号集中联络巷与101盘区带式输送机巷注氮管连接，工作面注氮管敷设至回风8#-9#联巷施工的1#钻孔位置，末端设置三通。
S4、接两趟φ108钢丝软管(带法兰盘)与回风9#联巷防爆墙预留φ108措施孔连接，向封闭区24h持续注氮。
S5、在回风8#-9#联巷间，从二号回风巷向一号回风巷每50m施工一组φ153钻孔，每组2个钻孔，间距1m，钻孔穿透一、二号回风巷煤柱，下φ108套管(末端设法兰盘)，使用“两堵一注”方法进行封孔。
S6、在一号回风巷(8#联巷前)的防爆墙上预埋一趟φ219抽采管路，通过8#联巷就近接入工作面1#瓦斯抽采系统。
S7、回风8#联巷和9#联巷10组钻孔施工完毕后，护孔管尾端全部安装阀门并关闭，首先利用φ159注氮管三通接两趟φ108钢丝软管连接回风9#联巷措施孔进行注氮，直至工作面回采至煤壁距1#钻孔5m时，断开钢丝软管并用堵头封闭。
S8、拆除φ159注氮管路至2#钻孔位置，管路末端安装三通，接两趟φ108钢丝软管与1#、1′#钻孔连接，打开1#、1′#钻孔及注氮管路阀门进行注氮，依次类推。
S9、从一号回风巷(8#联巷前)、辅助运输巷(7#联巷前)防爆墙向里分别敷设11路、4路束管，束管末端间距50m，固定在巷道顶板，将束管前端通过防爆墙观测孔引至防爆墙外，并编号标记，每天利用束管抽样检测封闭区内气体浓度。
S10、同时观测一氧化碳和乙烷等自然发火标志性气体情况，发现异常，立即采取瓦斯抽采、增大注氮量等技术措施，防止瓦斯和火灾事故的发生。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S1中防爆墙的厚度为5m，且构筑标准为1m砖墙、3m黄土和1m砖墙。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S1中的喷浆厚度不小于100mm。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S4中注氮流量不小于300m3/h。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S5中，封住方式利用聚氨酯封孔，而灌注方式为注水泥浆。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述S9中，要保证封闭区氧气浓度小于5％，瓦斯浓度小于3％。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过上述瓦斯防治和防灭火技术应用，1012001综放工作面封闭区内氧气浓度已维持在4％以下，瓦斯浓度已维持在3％以下，无一氧化碳和乙烷等气体，治理效果良好。
2、本发明中，使用φ153钻孔配合φ108套管，采用“两堵一注”的方法进行封孔，即有效防止了钻孔塌孔，保证钻孔质量，又封堵了钻孔周围煤体裂隙，避免抽采过程中煤柱漏风，造成自然发火。
3、本发明中，通过在1012001综放工作面二号回风巷安装一趟φ159注氮管路，完成了对工作面注氮系统的优化，确保注氮管路覆盖整个工作面，同时避免了带式输送机巷注氮系统分流，保证了注氮系统的稳定性。
附图说明
图1为本发明提出的综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术的工作面超前封闭图结构示意图；
图2为本发明提出的综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术的工作面封闭区瓦斯治理设计图结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，包括如下步骤：
S1、对所有超前段封闭进行密闭专项设计的定制，密闭方式为安装防爆墙标准构筑，并严格按照要求掏槽施工，防爆墙的厚度为5m，且构筑标准为1m砖墙、3m黄土和1m砖墙。
S2、防爆墙构筑完成后对墙体周边进行注浆，封闭漏风裂隙，同时对墙体及向外侧延伸5m的巷道进行喷浆，喷浆厚度不小于一定厚度，喷浆厚度不小于100mm，确保墙体严密不漏风。
S3、沿二号回风巷安装一趟φ159注氮管路，通过101盘区一号集中联络巷与101盘区带式输送机巷注氮管连接，工作面注氮管敷设至回风8#-9#联巷施工的1#钻孔位置，末端设置三通。
S4、接两趟φ108钢丝软管(带法兰盘)与回风9#联巷防爆墙预留φ108措施孔连接，向封闭区24h持续注氮，注氮流量不小于300m3/h。
S5、在回风8#-9#联巷间，从二号回风巷向一号回风巷每50m施工一组φ153钻孔，每组2个钻孔，间距1m，钻孔穿透一、二号回风巷煤柱，下φ108套管(末端设法兰盘)，使用“两堵一注”方法进行封孔，封住方式利用聚氨酯封孔，而灌注方式为注水泥浆。
S6、在一号回风巷(8#联巷前)的防爆墙上预埋一趟φ219抽采管路，通过8#联巷就近接入工作面1#瓦斯抽采系统。
S7、回风8#联巷和9#联巷10组钻孔施工完毕后，护孔管尾端全部安装阀门并关闭，首先利用φ159注氮管三通接两趟φ108钢丝软管连接回风9#联巷措施孔进行注氮，直至工作面回采至煤壁距1#钻孔5m时，断开钢丝软管并用堵头封闭。
S8、拆除φ159注氮管路至2#钻孔位置，管路末端安装三通，接两趟φ108钢丝软管与1#、1′#钻孔连接，打开1#、1′#钻孔及注氮管路阀门进行注氮，依次类推。
S9、从一号回风巷(8#联巷前)、辅助运输巷(7#联巷前)防爆墙向里分别敷设11路、4路束管，束管末端间距50m，固定在巷道顶板，将束管前端通过防爆墙观测孔引至防爆墙外，并编号标记，每天利用束管抽样检测封闭区内气体浓度，要保证封闭区氧气浓度小于5％，瓦斯浓度小于3％。
S10、同时观测一氧化碳和乙烷等自然发火标志性气体情况，发现异常，立即采取瓦斯抽采、增大注氮量等技术措施，防止瓦斯和火灾事故的发生。
实施例2
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，包括如下步骤：
S1、对所有超前段封闭进行密闭专项设计的定制，密闭方式为安装防爆墙标准构筑，并严格按照要求掏槽施工，防爆墙的厚度为5m，且构筑标准为1m砖墙、3m黄土和1m砖墙。
S2、防爆墙构筑完成后对墙体周边进行注浆，封闭漏风裂隙，同时对墙体及向外侧延伸5m的巷道进行喷浆，喷浆厚度不小于一定厚度，喷浆厚度不小于120mm，确保墙体严密不漏风。
S3、沿二号回风巷安装一趟φ159注氮管路，通过101盘区一号集中联络巷与101盘区带式输送机巷注氮管连接，工作面注氮管敷设至回风8#-9#联巷施工的1#钻孔位置，末端设置三通。
S4、接两趟φ108钢丝软管(带法兰盘)与回风9#联巷防爆墙预留φ108措施孔连接，向封闭区24h持续注氮，注氮流量不小于330m3/h。
S5、在回风8#-9#联巷间，从二号回风巷向一号回风巷每50m施工一组φ153钻孔，每组2个钻孔，间距1m，钻孔穿透一、二号回风巷煤柱，下φ108套管(末端设法兰盘)，使用“两堵一注”方法进行封孔，封住方式利用聚氨酯封孔，而灌注方式为注水泥浆。
S6、在一号回风巷(8#联巷前)的防爆墙上预埋一趟φ219抽采管路，通过8#联巷就近接入工作面1#瓦斯抽采系统。
S7、回风8#联巷和9#联巷10组钻孔施工完毕后，护孔管尾端全部安装阀门并关闭，首先利用φ159注氮管三通接两趟φ108钢丝软管连接回风9#联巷措施孔进行注氮，直至工作面回采至煤壁距1#钻孔5m时，断开钢丝软管并用堵头封闭。
S8、拆除φ159注氮管路至2#钻孔位置，管路末端安装三通，接两趟φ108钢丝软管与1#、1′#钻孔连接，打开1#、1′#钻孔及注氮管路阀门进行注氮，依次类推。
S9、从一号回风巷(8#联巷前)、辅助运输巷(7#联巷前)防爆墙向里分别敷设11路、4路束管，束管末端间距50m，固定在巷道顶板，将束管前端通过防爆墙观测孔引至防爆墙外，并编号标记，每天利用束管抽样检测封闭区内气体浓度，要保证封闭区氧气浓度小于4％，瓦斯浓度小于2％。
S10、同时观测一氧化碳和乙烷等自然发火标志性气体情况，发现异常，立即采取瓦斯抽采、增大注氮量等技术措施，防止瓦斯和火灾事故的发生。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对所有超前段封闭进行密闭专项设计的定制，密闭方式为安装防爆墙标准构筑，并严格按照要求掏槽施工。
S2、防爆墙构筑完成后对墙体周边进行注浆，封闭漏风裂隙，同时对墙体及向外侧延伸5m的巷道进行喷浆，喷浆厚度不小于一定厚度，确保墙体严密不漏风。
S3、沿二号回风巷安装一趟φ159注氮管路，通过101盘区一号集中联络巷与101盘区带式输送机巷注氮管连接，工作面注氮管敷设至回风8#-9#联巷施工的1#钻孔位置，末端设置三通。
S4、接两趟φ108钢丝软管(带法兰盘)与回风9#联巷防爆墙预留φ108措施孔连接，向封闭区24h持续注氮。
S5、在回风8#-9#联巷间，从二号回风巷向一号回风巷每50m施工一组φ153钻孔，每组2个钻孔，间距1m，钻孔穿透一、二号回风巷煤柱，下φ108套管(末端设法兰盘)，使用“两堵一注”方法进行封孔。
S6、在一号回风巷(8#联巷前)的防爆墙上预埋一趟φ219抽采管路，通过8#联巷就近接入工作面1#瓦斯抽采系统。
S7、回风8#联巷和9#联巷10组钻孔施工完毕后，护孔管尾端全部安装阀门并关闭，首先利用φ159注氮管三通接两趟φ108钢丝软管连接回风9#联巷措施孔进行注氮，直至工作面回采至煤壁距1#钻孔5m时，断开钢丝软管并用堵头封闭。
S8、拆除φ159注氮管路至2#钻孔位置，管路末端安装三通，接两趟φ108钢丝软管与1#、1′#钻孔连接，打开1#、1′#钻孔及注氮管路阀门进行注氮，依次类推。
S9、从一号回风巷(8#联巷前)、辅助运输巷(7#联巷前)防爆墙向里分别敷设11路、4路束管，束管末端间距50m，固定在巷道顶板，将束管前端通过防爆墙观测孔引至防爆墙外，并编号标记，每天利用束管抽样检测封闭区内气体浓度。
S10、同时观测一氧化碳和乙烷等自然发火标志性气体情况，发现异常，立即采取瓦斯抽采、增大注氮量等技术措施，防止瓦斯和火灾事故的发生。
2.根据权利要求1所述的综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，其特征在于，所述S1中防爆墙的厚度为5m，且构筑标准为1m砖墙、3m黄土和1m砖墙。
3.根据权利要求1所述的综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，其特征在于，所述S1中的喷浆厚度不小于100mm。
4.根据权利要求1所述的综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，其特征在于，所述S4中注氮流量不小于300m3/h。
5.根据权利要求1所述的综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，其特征在于，所述S5中，封住方式利用聚氨酯封孔，而灌注方式为注水泥浆。
6.根据权利要求1所述的综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术，其特征在于，所述S9中，要保证封闭区氧气浓度小于5％，瓦斯浓度小于3％。
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