_三軟_低透氣性高瓦斯煤層放頂煤工作面瓦斯抽放技術(shù)研究_百度

1、收稿日期:2009-03-11作者簡介:鄭明宗(1969 , 男, 河南伊川人, 工程師, 1993年畢業(yè)于淮南礦業(yè)學(xué)院, 現(xiàn)從事通風(fēng)技術(shù)管理工作?！叭洝钡屯笟庑愿咄咚姑簩臃彭斆汗ぷ髅嫱咚钩榉偶夹g(shù)研究鄭明宗, 孫飛(永煤集團(tuán)永華能源有限公司, 河南偃師471900摘要:根據(jù)偃龍礦區(qū)煤層瓦斯特點(diǎn)及開采技術(shù)條件, 針對“三軟”低透氣高瓦斯煤層, 利用煤層松軟不透氣做屏障, 實(shí)施放頂煤工作面頂板插管抽放, 以抽放手段降低回采工作面瓦斯的涌出量, 通過抽放使高瓦斯區(qū)域變成低瓦斯回采。關(guān)鍵詞:“三軟”煤層; 低透氣性; 放頂煤; 頂板插管抽放; 瓦斯抽放方法中圖分類號:T D71216文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

2、文章編號:1003-0506(2009 05-0100-永華二礦主采煤層為二1煤層, 其發(fā)熱量29156MJ /kg,密度115t/m3。煤屬低中灰、低硫、低磷、中高發(fā)熱量粉狀無煙煤。該煤層頂板為6m 質(zhì)泥巖, 質(zhì)地松軟極易垮落3m 的膠質(zhì)泥巖, 其次是24m 育, 易破碎, 6m 1煤層機(jī)械強(qiáng)度低, 11012, 松軟易碎, 多呈粉狀及小碎粒狀產(chǎn)出, 以亮煤為主, 暗煤次之, 參差狀斷口, 玻璃光澤, 是典型的“三軟”煤層。該煤層厚度610m , 極利于放頂煤回采。根據(jù)河南理工大學(xué)提供的瓦斯取樣結(jié)果, 測定-200m 以上, 瓦斯相對涌出量為17m 3/(t d 左右; -200m 以下瓦斯

3、最高相對涌出量可達(dá)23m 3/(t d , 煤層厚度變化大, 瓦斯賦存不均一, 特厚煤層處瓦斯含量較高。1煤炭生產(chǎn)特點(diǎn)對瓦斯抽放的影響永華二礦二1煤層煤質(zhì)松軟適合手鎬落煤, 煤質(zhì)呈小顆粒或粉狀, 極易發(fā)生漏頂現(xiàn)象; 煤層干燥, 工作面粉塵大, 巷道掘進(jìn)前煤層必須注水, 否則無法施工。因?yàn)槊嘿|(zhì)松軟, 瓦斯釋放鉆孔和本煤層預(yù)抽鉆孔因塌孔嚴(yán)重而無法施工, 所以在工作面放頂煤回采過程中會受到瓦斯的嚴(yán)重制約?；夭晒ぷ髅娼^對瓦斯涌出量超過5m 3/t 以上, 僅靠風(fēng)排已不能徹底解決瓦斯問題, 嚴(yán)重影響工作面的安全回采。在煤層內(nèi)嘗試打釋放孔, 但因煤層軟、塌孔嚴(yán)重而無法施工, 75mm 鉆孔打3m 深就會出

4、現(xiàn)夾鉆現(xiàn)象, 鉆桿拔出后鉆孔隨即消失; 42mm 鉆孔最多打6m , , 無, 很難有較好的抽放效果。采用, 但是, 由于經(jīng)常出現(xiàn)堵孔現(xiàn)象, 很難有穩(wěn)定效果。2瓦斯治理措施采用煤層注水, 對煤體有一定的固化作用, 在放頂煤施工中發(fā)生漏頂?shù)默F(xiàn)象明顯減少, 也較好地改善了施工環(huán)境, 但回采工作面采空區(qū)的瓦斯涌出問題不能得到解決, 無法從根本上排除瓦斯隱患, 時常會出現(xiàn)采空區(qū)大量瓦斯涌出現(xiàn)象。根據(jù)永華二礦煤層的松軟、煤層不透氣的特點(diǎn), 利用工作面頂煤作隔離保護(hù)層, 使用在工作面頂板插管的抽放方式, 將插管與煤層上部的采空區(qū)導(dǎo)通, 利用插管進(jìn)行抽放的瓦斯治理方案。211抽放管路和插管的布置針對回采工作

5、面的特點(diǎn), 將 50mm 抽放管路從回采工作面回風(fēng)巷接到安全出口位置, 抽放管路變?yōu)槎囝^三通, 用 100mm 塑料抽放管與工作面插管連接, 形成瓦斯抽放系統(tǒng)。插管位置在工作面上部距安全出口15m 處, 插管角度為3045°(圖1 。圖1抽放插管布置示意0012009年第5期中州煤炭總第161期插管布置方式為采空區(qū)側(cè)和煤墻側(cè)各一排, 隨著工作面回采逐排前移, 插管由單體頂入, 回撤時使用手拉葫蘆拉出, 以保證插管循環(huán)使用, 并保證工作面有穩(wěn)定的抽放效果。瓦斯抽放管上的多頭三通采用閥門控制, 避免施工過程中每個插管相互影響。212瓦斯抽放效果2007年9月17日以前, 11021工作面

6、采用其他方式抽放, 工作面的瓦斯絕對涌出量在5m 3/t 以上, 回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛仍?16%017%之間, 工作面在放頂煤期間時常出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象。2007年9月17日以后采用插管抽放, 回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛冉档?12%013%之間, 效果十分明顯, 杜絕了工作面瓦斯超限現(xiàn)象, 工作面瓦斯抽放率在50%以上。抽放效果見表1。表1抽放方式回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?117%01013%工作面配風(fēng)量/min 700m 3/min 瓦斯超限次數(shù)20070916018%110%:21次110%115%的:7次115%以上的:12次2007091720070930018%110%的:6次110%115%的:7次115

7、%以上的:3次瓦斯超限原因工作面放煤和回柱期間移瓦斯抽放管期間處理管路堵塞期間11021工作面插管以前(2007年9月816日瓦斯抽放量平均為265510m 3, 插管以后(2007年9月1726日 瓦斯抽放量平均為523717m 3。從抽放量可以看出, 采用插管抽放措施, 效果顯著, 抽放量平穩(wěn)。工作面采用插管抽放方式后, 因放頂煤期間造成的瓦斯超限現(xiàn)象沒有出現(xiàn), 在統(tǒng)計的幾天中出現(xiàn)的瓦斯超限都是在移動插管位置和處理堵管時造成的。經(jīng)過現(xiàn)場摸索和總結(jié), 對插管工藝進(jìn)行了調(diào)整, 在插管上加裝閥門, 避免了施工過程的瓦斯超限現(xiàn)象; 及時處理管路中積存的粉煤, 避免了堵管現(xiàn)象。在10月上旬杜絕了工作

8、面瓦斯超限, 經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。3結(jié)語在工作面頂板采用插管的瓦斯抽放方法, 利用“三軟”、松軟不透氣的特點(diǎn), , , 使高瓦斯煤層實(shí)現(xiàn), 消除了因工作面在放頂煤時, 瓦斯瞬時大量涌出對工作面回采的制約。同時, 插管施工是在工作面內(nèi)進(jìn)行的, 不需要做其他的工程, 插管過程中是將花管用單體液壓支柱頂進(jìn)頂板煤體里, 施工工序簡單, 不存在采空區(qū)瓦斯涌出現(xiàn)象對施工的威脅, 實(shí)現(xiàn)了連續(xù)抽放。將插管從工作面頂板插入, 直接抽采采空區(qū)上部密封區(qū)的瓦斯, 抽放濃度高, 避免了使用同一臺泵對煤層預(yù)抽和采空區(qū)抽采的相互影響, 抽放管路采用 50mm 的塑料管, 輕便無接頭便于管理和維護(hù)。這種瓦斯抽放方式, 在“

9、三軟”煤層放頂煤工作面具有良好的推廣價值。(責(zé)任編輯:秦愛新(上接第92頁(2 本煤層順層鉆孔。通過在工作面回風(fēng)巷、運(yùn)輸巷施工本煤層順層鉆孔對煤體提前預(yù)抽, 為工作面的安全回采打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。(3 煤壁淺孔。由于在煤體中施工一定量的鉆孔使煤體應(yīng)力得以釋放, 通過在工作面施工淺孔, 使工作面前方動壓區(qū)瓦斯得以抽采, 最大限度地解決了落煤時瓦斯含量高的問題。采用綜合抽采技術(shù)后, 由原來的日推進(jìn)016m 提升至后來的日推進(jìn)112m , 日產(chǎn)量由原來的2100t 增加到現(xiàn)在的4000t, 按煤炭價格510元/t 計算, 日增產(chǎn)值9619萬元, 噸煤成本330元, 年增創(chuàng)利潤112億元, 經(jīng)濟(jì)效益明顯, 具有良好的推廣應(yīng)用價值。5結(jié)語(1 綜合抽采技術(shù)對“三軟”厚煤層高應(yīng)力孤島綜放面的瓦斯治理具有推廣應(yīng)用價值。(2 抽采的主要問題:開采煤層透氣性低, 煤層松軟, 打鉆困難, 封孔質(zhì)量