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立体、多层次瓦斯综合治理技术在高瓦斯综采工作面的应用

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煤矿现代化 2006 Jr-第2期 总第71期 立体、.多层次瓦斯综合治理技术在高瓦斯综采工作面的应用 淮北矿业集团公司祁南煤矿 摘要陈中 祁南煤矿属煤与瓦斯突出矿井。煤层瓦斯压力大、含量高、透气性差,瓦斯治理难度大,严重制 约矿井的安全生产和单产单进水平的提高,本文介绍了高瓦斯综采工作面通过采用立体、多层次瓦斯综合 治理措施成功解决了瓦斯问题,实现了安全高效生产。 关键词煤与瓦斯突出矿井瓦斯压力抽放综合治理 祁南煤矿2002年底投产,属煤与瓦斯突出矿井,主采煤 层瓦斯压力大、含量高、透气性差,随着矿井向远处、深部开 采,煤层瓦斯含量逐渐升高,瓦斯治理难度大,采掘工作面瓦 斯时常超限,严重威胁矿井的安全生产,经过与科研院校合作 和几年的生产实践,逐步形成、完善了立体、多层次瓦斯综合 治理方案,使工作面回采期间瓦斯得到了很好治理,确保了矿 井安全高效生产。现已349工作面为例将施工实践介绍如下: 1 349工作面地质概况及回采工艺 1.1工作面地质概况 349工作面为34采区下延的第一个工作面,标高为 …536 587m,走向长lO00m,面长150m,煤层倾角平均10。, 煤层厚度平均3.3m,一次性采全高,直接顶为3 ̄lOm深灰色 碎块状泥岩,直接底为0.5~1.5m灰色块状泥岩。由重庆煤科院 对我矿34下块段(-600m以上)的煤层瓦斯基本参数测定结 果为煤层最大瓦斯压力1.73MPa,煤层原始瓦斯含量为 8.59m3/t;349工作面在掘进期间最大瓦斯涌出量达6 m3/min, 回采期间最大瓦斯涌出量达25m3/min。 1.2工作面回采工艺 349工作面采用综采施工工艺,使用ZY4800119140型液 压支撑掩护式支架。MG-400/920一WD型煤机、顶板全部垮落 法回采,作业方式为“四六制”,三班割煤,一班检修。 2回采瓦斯综合治理措施 2.1工作面回采之前 采取在工作面机、风巷每间隔5m施工倾斜向工作面方向 的斜顺层钻孔,钻孔孔径 73ram,孔深70—80m,实现机、风巷 顺层钻孔对称布置,覆盖整个工作面。为解决煤层透气性差、 抽放效果不佳的问题,和安徽理工大合采取了深孔预裂 爆破措施。顺层单孔抽放瓦斯纯流量达0.O1 ̄0.03m3/min。 2.2回采过程中 通过对工作面瓦斯涌出来源和上隅角瓦斯涌出情况分析 表明:工作面回采时瓦斯的主要来源有本煤层瓦斯和邻近层 瓦斯(33煤)两种;上隅角瓦斯来源有:①在“U”型通风方式 下,由于全负压的影响,老塘瓦斯源源不断的涌向工作面上隅 角。②工作面瓦斯涌出在时间和空间上的不均衡,以及顶板初 次来压和周期来压时顶板大面积垮落,产生冲击气流使老塘 内瓦斯大量涌向工作面,使上隅角、采面和回风巷瓦斯浓度急 剧上升。 为解决工作面瓦斯问题,决定采用立体多层次综合抽放 瓦斯方法: (1)高位孔抽放:工作面风巷每70m施工一高位钻场,通 过两排(一排浅孔一排深孔)高位钻孔(终孔位置处于裂隙带 和冒落带交界范围)控制风巷至工作面内lO-30m范围,浅孔 对深孔实现同一钻场内钻孔接替,杜绝了前后高位钻场交替 时对抽放效果的影响,抽放浓度达30% ̄60%。 (2)老塘立孔抽放:在工作面风巷,每间隔20m向巷道顶 部施工15—20m深、孔径100ram立孔,并下套管,套管最上部 3 ̄5m打花眼;立孔滞后老塘15 20m时抽放效果较好,抽放浓 度可达10% ̄30%。 (3)老塘埋管:老塘埋管采用直径8寸的薄壁钢管做花 眼立管,埋入老塘抽放。 (4)插管抽放:生产单位在上隅角用编制带打临时封闭 墙以减少老塘瓦斯的向外涌出,并于封闭墙上部距顶板0.3.- 0.5m安设老塘插管头进行抽排,抽放浓度可达5%-10%。 2I3瓦斯抽放系统 349工作面实行地面永久抽放与井下移动抽放相结合的 方式,对顺层孔、高位孔、老塘立孔、老塘埋管、上隅角插管采 用立体、分路抽放措施。风巷安装了三路8寸抽放管路,机巷 安装一路10寸抽放管路。机风巷顺层孔实行地面泵抽放,高 位子L、老塘立孔、老塘埋管、上隅角插管采用两台移动泵抽放, 保证了不同钻孔采取不同抽放形式,提高了抽放效果。 结论 采用立体、多层次瓦斯综合治理技术,解决了349综采工 作面在生产过程中的瓦斯超限现象(具核算349工作面的高 位钻孔抽放浓度为20%一30%、抽放量为10 ̄15 m3/min;埋管抽 放、顺层孔抽放浓度5%一10%,抽放量为4 ̄7 m3/min),基本满 足了高产高效回采区队的生产需求,确保了工作面的安全生 产,月度回采产量由5万t提高到15万t,经济社会效益显著。 但仍存在以下问题:一是抽放管路投入量大,材料成本及维护 成本增加;二是高位孔、上隅角埋管合理的位置、钻孔参数、抽 放参数的合理选择难度较大,须根据现场岩性、煤层的变化等 及时修订;三是抽放管路易出现水堵、渣堵现象,影响抽放效 果,须及时进行管疏通管理;四是钻场钻孔工程量大,塌孔、堵 孔现象较多,成孔率需进一步提高。 作者简介 陈中。1968年出生,男,高级工程师,1991年毕业于淮南 矿业学院,现从事矿井生产技术管理工作。 (收稿日期:2005—12—7) -3l・ 

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