综采工作面回风隅角赋存CO的成因与处理措施

刘勇 张当成

(陕西陕煤陕北矿业公司韩家湾煤炭公司,陕西榆林 719315)

综采工作面回风隅角赋存CO的成因与处理措施

刘勇 张当成

(陕西陕煤陕北矿业公司韩家湾煤炭公司,陕西榆林 719315)

随着经济的快速发展和和谐社会的构建,我国的煤矿企业发展越来越快,在进行煤矿开采时,一定要保证井下开采的安全,只有这样才能保证煤矿企业的持续发展。综采工作面回风隅角CO含量对井下安全开采有很大的影响,如果其CO含量超标,就会很有可能引起各种安全隐患,因此,需要对综采工作面回风隅角CO含量进行严格的控制,发现有超标现象时,要及时分析引起CO超标的原因,并制定合理的处理措施,从而保证井下的安全生产。

综采工作面 CO 处理措施

随着经济的快速发展和科技的不断进步，矿井工作人员逐渐发现，在进行煤矿开采时，火灾并不是引起CO超标的主要原因，在采空区的内因及外因漏风的情况下，煤炭会在低温条件下，发生氧化现象从而产生CO。一般情况下，发现CO超标现象时，除了爆破、爆炸产生的CO外，常认为CO主要来源火灾或者煤层自燃，很少考虑到煤层采空区漏风而引起的CO超标。文章重点介绍了初采初放期间采空区内因及外因漏风与CO产生的关系，分析了产生CO的原因，并提出相应的处理措施，从而为安全生产提供保障。

1 综采工作面概况

2305综采工作面处于煤矿2-2煤层三盘区，周围没有大型的建筑物，也没有村庄，综采工作面所处的地质多为流沙和半流沙，从切眼帮到停采线，综采工作面的走向长度共有1810m，工作面共260m宽，可开采面积达485080m2。在该综采工作面中，采用长壁综合机械化采煤，一次采全高，全部跨落法管理顶板的方法进行煤层开采，在该开采面中，煤层的平均厚度为4，34m，在开采过程中，共设置有157个支架。该综采工作面采用“U”形方式进行通风，有2个进风巷道，1个回风巷道。

2 综采工作面回风隅角赋存CO情况

该综采工作面刚开始初采初放过程中，当开采到25m时，对回风隅角CO进行测量，其测量结果为10ppm，当开采到50m后，对CO含量进行测量，其结果为28ppm，然后采用KSS—2100束管在CO最高监测点进行监测，发现CO的含量在30ppm，通过对CO含量实时持续监测，发现CO的含量有持续上升的现象，并且最高测量值高达115ppm，对O2、N2、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等成分的含量进行测量，发现不是由煤层自燃发火引起CO含量上升。

通过调查发现，在已经开采完的区域，也就是采空区，会有一部分矿井风流通过支架空隙与进风隅角，从而形成漏风，造成漏风的原因有两方面，一是煤层的上部岩层存在缝隙、冒落等现象，造成地表沉陷，从而在采煤场与地表之间形成漏风通道；二是随着工作面的不断推进，采空区顶板周期来压，加上冒落过程具备的碎胀性，导致冒落不密实，从而引起漏风通道。在自然风压、矿井通风机等的作用下，漏风通道两端的风压不相同，会产生风压差，导致部分风流会通过漏风通道进入采空区，形成漏风现象。发生漏风后，采空区遗留的浮煤会接触到氧气，逐渐发生氧化作用，从而产生大量的CO，造成综采工作面回风隅角赋存CO。

3 综采工作面回风隅角赋存CO的成因分析

综采工作面在回采之前，其配风量根据采高、最小空顶距、最大空顶距进行设置，其大小为1200m3/min，但工作面配备的1200m3/ min风流在没有全部进入综采工作面时，已经有一部分风流通过支架空隙与进风隅角，引起漏风，导致有效风量减少。通过支架空隙与进风隅角进入采空区的风流，会为采空区的浮煤提供有氧条件，从而引起浮煤氧化，生产CO，造成综采工作面回风隅角赋存CO。

由于煤层上部岩层存在裂隙，并且有冒落现象，使得地表容易出现沉陷，从而在井下采煤场与地表之间形成漏风通道。从矿井地质柱状图看，矿井的煤层属于浅埋藏煤层，地表和煤层的距离大约为99m，而地表上的风积沙覆盖厚度大约为5m-20m，地表中不断变化的漏风会通过采空区和地表之间形成漏风通道进入采空区。通过对该工作面的地表进行详细的调查，发现采空区和地表之间有一条长为50m、宽为1m的漏风通道，并随着地表的沉降逐渐变大，对漏风通道进行准确的监测，发现有微风进入采空区。

通过对采空区地表裂缝及地面岩层移动概貌图进行分析，发现随着工作面的不断推进，综采工作面顶板不断冒落，并且顶板会不断的产生新裂缝，随着整体岩体的不断移动，原有的裂缝又会不断的闭合、开裂，最后引起地面沉降，经过对进、回风巷道进行实测，测得配风多出100m3/min的风量，通过分析，发现多出来的100m3/ min风量是由地表缝隙造成的。

煤是一种有机大分子物质，在外力作用下，煤体会产生大量的裂隙，并且破碎，而煤分子也会断裂，产生大量的自由基，在有氧环境中，自由基会与氧气发生氧化反应，从而产生CO。经过现场跟踪监测，发现有一部分CO通过支架空隙进入采空区，并流动到回风隅角，由于回风隅角处于回风流的拐角处，是风流的死角，因此，CO会不断流动到回风隅角，从而引起CO持续超标。

4 综采工作面回风隅角赋存CO的处理措施

(1) 在综采工作面的进风侧支架上安装能随着支架移动的折叠铁门，并在煤墙和支架处设置可以转动的风帘架，这样折叠铁门和风帘架会随着工作面的推进而移动，由于矿井是低瓦斯矿井，降低了工作面的风量，因此，从工作面、隅角进入采空区的风量会极大的减少，从而降低了浮煤氧化现象，从根源上减少了CO的产生。

(2) 生产科要定期对采空区地表缝隙变化情况进行调查，并制定合理的措施，及时对缝隙封堵。

(3) 要优化综采工作面，适当的减少联络巷的数量，增加安全煤柱的厚度，并采用合理的材料喷涂密闭墙，提高密闭墙的密封性，从而杜绝密闭漏风带来的危害。

5 结语

通过上述分析，可以看出：采空区地表沉降，引起漏风，是引起采空区浮煤氧化成CO的主要原因；由于回风隅角处于回风流的拐角处，是风流的死角，而CO会通过支架空隙进入采空区，并流动到回风隅角，这是综采工作面回风隅角赋存CO的主要原因。根据这些原因，制定相应的处理措施，从而有效地防止综采工作面回风隅角赋存CO的现象，为煤矿的安全开采提供保障。

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