沁城煤矿20105回采面上隅角瓦斯治理的探索与实践1

1沁城煤矿使用BRWX-335瓦斯稀释器处理回采面上隅角瓦斯的实践应用沁城煤矿为突出矿井，现采2#煤层，矿井采用斜立井开拓，主斜井、副立井进风，回风立井回风。通风方式为中央并列式。通风方法为机械抽出式，主要通风机能力：回风立井主要通风机型号为BDK-8-№25轴流式风机，电机额定功率为2×185KW，其中一台工作，一台备用。目前矿井总进风量为7933m3/min，总回风量为7958m3/min。我矿现有一个综采工作面即20105综采工作面，采煤方式为单一走向长壁后退式，综合机械化采煤，全部垮落法管理顶板；工作面通风系统采用U型通风，20105工作面设置辅助回风巷，该巷服务于20105、20104工作面采空区联络巷埋管抽放和20105工作面高位孔瓦斯抽放。根据2019年矿井瓦斯涌出量测定报告，我矿矿井绝对瓦斯涌出量为76.57m3/min，回采面最大绝对瓦斯涌出量为19.06m3/min。截止目前，我矿已完成20101、20102、20103、20104四个回采工作面的回采任务，其中20101、20102采用三进一回通风方式，由于此通风方式安全隐患较大，自20103工作面开始均采用“U”型通风，U形后退式通风系统采空区漏风小、风流管理容易、巷道施工量和维修量小等优点，但该通风方式很容易在工作面上隅角形成涡旋风流，导致上隅角出现瓦斯集聚超限现象，严重威胁着工作面安全高效回采。尤其在20105工作面回采期2间，虽采用了联络巷埋管抽放、上隅角插管抽放、导流封堵风幛、气水引射装置、增大工作面配风量等措施，但受到煤层瓦斯含量较高、上行通风及临近煤层间距较近等原因影响，上隅角瓦斯治理效果不佳，瓦斯超限情况仍时有发生。为此我矿于2019年8月份购置了一台临汾埠瑞联特煤机有限公司研制生产的BRWX-335瓦斯稀释器并于8月18日完成了安装试用，试用期间瓦斯治理效果明显，每小时瓦斯抽放量约135m3。瓦斯稀释器结构及工作原理一、装置结构组成20105工作面上隅角安装的埠瑞联特BRWX-335型瓦斯稀释器主要由不锈钢外壳、吊环、引射器、消音器、接地螺钉、清理口、压盖等部件组成（如图1所示），该装置在实际应用中工作风压气压为0.4~0.80MPa，工作风量气量2.4~6.0m3/min（1～3m3/min），引射风量实测最大75m3/min（实际气压：0.65MPa）。二、技术参数BRWX-335型引射式瓦斯稀释器主要参数3型号进气口直径（mm）工作风气压（MPa）工作风气量（m³/min）引射风量（m³/min）重量（kg）外形尺寸（mm）BRWX-335Φ1600.4～0.82.4～6.01～3〉100.0040Φ335×12001、稀释器原理与特点原理：BRWX-335型引射式瓦斯稀释器是以“孔达效应”、作为基本原理，以压缩空气作为动力源，压缩空气进入径向的环形空间，在特殊设计的环向空间使压缩空气得到快速膨胀和流速提高，沿着特定喷射口迅速喷射出去。所以，在此作用下可产生低压和负压而进入设备的空腔。这样，使压缩空气和诱导吸入的气体混合之后再增压管内扩散，然后以高速喷射出去。诱导进入的气体可达到超过17倍以上的压缩空气体积。由负压而产生的高速气流轨迹是以层状状态流动。它的功能参数取决于环形空间的结构尺寸和起诱导作用的压缩空气的压力。特点：本产品采用“孔达效应”的原理，制造工艺精密，有防井下闲杂电流接地装置，且不用电能，产品强度高、效率高，使用安全可靠。外壳采用优质不锈钢材料，内件进行了特殊处理，设置了清理口能清除环缝堵塞。进气和出气端装有消音器，环境噪音小，安装使用方便。内部结构：4瓦斯稀释器内部结构图引射式瓦斯稀释器连接及安装使用：[1]引射式瓦斯稀释器压力气进风口——压风过滤器1——压风管快速接头，接地螺栓连接线BRWX-335型引射式瓦斯稀释器连接图[2]吊挂安装及使用：(详细安装方式请联系13303475988获取)在采煤工作面上隅角处，将引射式瓦斯稀释器负压抽排稀释器进气口连接………进入…….50-100mm、…..0.5m、5与……90°、…….0°，对准上………安装。保持进气风压0.4～0.8MPa。在稀释器出风口前端吊挂………，并在风筒末端出风口安设一台………，确保抽排瓦斯安全稀释排放。三、20105工作面上隅角安装BRWX-335型瓦斯稀释器前后的瓦斯情况（1）通过对安装前后30天同时段上隅角瓦斯浓度情况进行检测统计比对，结果如下：20105工作面上隅角瓦斯超限（超限瓦斯浓度≥1.2）次数由1次降至0次。20105工作面上隅角瓦斯预警（1.0≤预警瓦斯浓度≤1.2）次数由9次降至4次。最高瓦斯浓度由0.78%降到了0.68%，浓度降低了0.1%；6最低瓦斯浓度由0.45%降到了0.32%，浓度降低了0.13%；（2）20105工作面上隅角安装BRWX-335型瓦斯稀释器后产生的经济效益分析：安装前后超限次数减少1次，预警次数减少5次，按每次超限、预警后断电2小时计算，共减少因瓦斯超限断电影响生产时间12小时。四、安装BRWX-335型瓦斯稀释器优缺点优点：（1）该装置能够有效减少上隅角瓦斯浓度超限、预警次数，减少瓦斯浓度超限、预警断电影响生产时间。（2）该装置可以利用较少风量且不带电工作，治理上隅角高浓度瓦斯安全可靠，损耗低，经济效益高。（3）该装置生产成本低、结构简单、便于维修，进气和出气端安装有消音器，环境噪音小。缺点：（1）该装置外形较大，重量较重，安装高度较高，在上隅角空间狭小处，安装固定或下卸需至少3-4人配合完成，且与老空侧塌陷距离较近，拆卸安装过程时间较长，人员在该处长时间停留有一定安全隐患。（2）因上隅角端头架移动下放过程中需在支架上部洒水，水和粉尘混合物会被吸入稀释器腔体内造成进出气口堵塞，影响稀释效果，需一周卸下用压风清理一次。7五、结论该装置使用安全可靠，在综采上隅角瓦斯治理方面效果明显，每小时瓦斯抽放量约135m3，月减少断电次数约6次，减少瓦斯超限断电影响时间12小时，按平均2小时割进一刀、每刀800吨、每吨600元计算，每月增加经济效益约288万元，该装置的使用使我矿取得了安全效益、经济效益的显著提高。在该瓦斯稀释器安装与操作过程中得到了临汾市埠瑞联特煤机有限公司技术团队的全程指导与技术支持，在此表示感谢！沁城煤矿通风科2019年10月25日