煤礦高級(jí)助理工程師論文白芨溝煤礦瓦斯抽采新技術(shù)在瓦斯防治中的研究與應(yīng)用

1、煤礦高級(jí)助理工程師論文：白芨溝煤礦瓦斯抽采新技術(shù)在瓦斯防治中的研究與應(yīng)用摘 要： 在2521綜采工作面瓦斯預(yù)抽時(shí)間短、采面生產(chǎn)時(shí)瓦斯涌出量大的情況下，針對(duì)工作面瓦斯來源，有針對(duì)性地采取各種防治措施，進(jìn)一步強(qiáng)化了瓦斯抽采新技術(shù)在瓦斯防治中的研究與應(yīng)用，從而保證了2521綜采工作面的正常生產(chǎn)。關(guān)鍵詞： 瓦斯抽采 瓦斯預(yù)抽時(shí)間 瓦斯涌出量 新技術(shù)應(yīng)用1 礦井概況白芨溝煤礦是神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)一座生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無煙煤的大型井工礦，始建于1965年，1972年建成投產(chǎn)。井田位于汝箕溝礦區(qū)，行政隸屬石嘴山市，井田走向長(zhǎng)6.3km，傾斜長(zhǎng)2.5km，面積為11.2652km2。主采二層煤，平均厚度為20.84m，煤

2、層傾角0°8°，平均4°，煤層直接頂為灰黑色溥層狀粉砂巖。煤質(zhì)均屬低灰、低硫、中低磷、高發(fā)熱量、易選的優(yōu)質(zhì)無煙煤。礦井自投產(chǎn)以來，歷年瓦斯等級(jí)鑒定均屬高瓦斯礦井，2007年礦井絕對(duì)涌出量為106.93m3/min（其中含抽放量67.73 m3/min），相對(duì)瓦斯涌出量為31.02。瓦斯賦存變化規(guī)律是，南部大于北部，深部大于淺部，煤層瓦斯含量為4.7723.59 m3/t。目前礦井正在按180萬t/a的生產(chǎn)能力進(jìn)行技術(shù)改造，技改完成后將形成“一井一面”的生產(chǎn)格局，生產(chǎn)接續(xù)的采區(qū)為南翼采區(qū)。礦井曾于2003年10月24日發(fā)生瓦斯爆炸事故，在處理事故中對(duì)礦井進(jìn)行了全面封

3、閉，致使生產(chǎn)接續(xù)的南翼采區(qū)2521（一）工作面瓦斯預(yù)抽期嚴(yán)重不足，為了緩解抽采接續(xù)緊張的矛盾，引進(jìn)了長(zhǎng)距離定向水平鉆孔瓦斯抽采技術(shù)。工作面回采時(shí)可解析瓦斯量北部為0.5m3/t、南部為1.24 m3/t，達(dá)到了國家規(guī)定的基本抽采指標(biāo)。但是由于預(yù)抽期只有1年多，煤層瓦斯含量仍達(dá)到6.83 m3/t，工作面開采初期配風(fēng)量3800m3/min，瓦斯涌出量為34.2 m3/min。為此，我礦又采取了順層鉆孔抽采、地面鉆孔抽采、高位抽采巷抽采、上隅角抽采、尾巷抽采等補(bǔ)充措施，有效控制了瓦斯超限。2 瓦斯治理的主要措施2.1 引進(jìn)長(zhǎng)距離定向水平鉆孔瓦斯抽采技術(shù)為了保證2521、2621區(qū)段正常接續(xù)，經(jīng)神華

4、寧煤集團(tuán)考察論證，于2007年引進(jìn)了澳大利亞國際礦業(yè)聯(lián)合公司長(zhǎng)距離水平鉆孔技術(shù)，在2521、2621區(qū)段利用1640集中巷沿煤層傾向布置了7個(gè)鉆場(chǎng)、87個(gè)水平穿層鉆孔（鉆孔距煤層頂板8m，孔間距25m，傾向鉆孔平均長(zhǎng)度600m，走向鉆孔平均長(zhǎng)度1000m，鉆孔孔徑150mm，水平鉆孔總工程量51371m）。對(duì)2521、2621區(qū)段進(jìn)行高強(qiáng)度瓦斯預(yù)抽(澳鉆長(zhǎng)距離水平孔布置見圖1，鉆孔參數(shù)見表1)。該項(xiàng)目于2007年5月實(shí)施，2008年5月結(jié)束。瓦斯預(yù)抽效果最好時(shí)，瓦斯抽采單孔流量達(dá)到11.4m3/min，濃度達(dá)到90%。目前，單孔平均流量為1.4m3/min，濃度為58.25%，瓦斯純量約為67

5、.07m3/min（其中2521區(qū)段31.52 m3/min）。2.2 采取綜合治理措施地表鉆孔抽采：在地表對(duì)應(yīng)位置，沿工作面走向內(nèi)錯(cuò)2521回順1530m，每間隔30m施工一個(gè)抽采立孔（見表3南四山頂抽放鉆孔參數(shù)表）。共設(shè)計(jì)鉆孔51個(gè)，目前完成22個(gè)，形成2套系統(tǒng)抽采251(一采空區(qū)瓦斯。其中，1套抽采濃度為15.4%，抽采純量為8.09m3/min；另一套抽采濃度為5.4%，抽采純量為2.84 m3/min。合計(jì)抽采純量為10.933/min。高位抽采巷抽采：在工作面傾斜方向內(nèi)錯(cuò)回順10m，距工作面頂板10m處布置一條高位瓦斯抽采巷(高位抽采巷布置見圖2，抽采參數(shù)見表2，抽采瓦斯純量28.

6、8m3/min)。在1650回風(fēng)石門安設(shè)4臺(tái)移動(dòng)抽采泵，形成2套獨(dú)立的抽采系統(tǒng)抽采2521高位抽采巷瓦斯。其中：1臺(tái)抽采濃度為5.6%，抽采純量為2.94 m3/min；另2臺(tái)并聯(lián)抽采濃度為5%，抽采純量為5.25 m3/min。合計(jì)抽采純量為8.19m3/min。尾巷抽采：利用工作面采過的回風(fēng)橫川作為尾巷抽采，通過引排風(fēng)機(jī)抽采采空區(qū)瓦斯，抽采量為4.09m3/min。順層抽采：在工作面運(yùn)順、中間巷掘進(jìn)時(shí)，同時(shí)施工順層鉆孔，每間隔12m布置1個(gè)鉆場(chǎng)、3個(gè)鉆孔(鉆孔間距3m)。同時(shí)超前抽采本工作面煤體瓦斯，做到“三同時(shí)”。在3#措施巷以北，利用3#措施巷和1#措施巷施工水平走向鉆孔（見表4，1#

7、、3#措施巷鉆孔參數(shù)表），抽采本工作面北部煤體瓦斯。目前已施工鉆孔27個(gè)，聯(lián)管抽采，鉆孔抽采濃度為5%14%，抽采量為4.79 m3/min。通過以上綜合措施抽采的瓦斯純量約為28.8m3/min。目前，地面立孔抽采、高位巷抽采和尾排抽采在2521(一)工作面瓦斯綜合治理中發(fā)揮了較大作用，且隨著工作面逐步向北推進(jìn)，其抽采效果還將更加明顯。今后，礦將會(huì)根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)合理調(diào)整各項(xiàng)措施的實(shí)施力度，保證發(fā)揮最大效能，以保證生產(chǎn)過程中瓦斯不超限。2.3 壓縮產(chǎn)能、調(diào)整采掘抽關(guān)系2009年，神華寧煤集團(tuán)將我礦的產(chǎn)量由160萬t/a縮減為150萬t/a，將2521、2621區(qū)段設(shè)計(jì)的跳采改為分段接續(xù)，等

8、2521區(qū)段回采結(jié)束后再接續(xù)2621區(qū)段，降低了開采強(qiáng)度，延長(zhǎng)了瓦斯抽采時(shí)間，緩解了抽采矛盾。2.4 加強(qiáng)管理，保證各項(xiàng)治理措施有效實(shí)施首先增強(qiáng)了瓦斯治理的緊迫感和危機(jī)感，牢固樹立“瓦斯超限就是事故”和“沒有抽不出的瓦斯，只有打不出的鉆孔”的理念。二是制定激勵(lì)政策，對(duì)抽采鉆孔進(jìn)尺進(jìn)行計(jì)量考核，每欠1m鉆孔罰款30元，超1m鉆孔獎(jiǎng)勵(lì)20元。三是加強(qiáng)抽采鉆孔施工和抽采管理，由通風(fēng)科和安監(jiān)科對(duì)抽采鉆孔進(jìn)尺及抽采量進(jìn)行質(zhì)量和計(jì)量檢測(cè)，根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整措施。四是嚴(yán)格執(zhí)行“三同時(shí)”規(guī)定，做到瓦斯抽采與巷道掘進(jìn)同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)抽采。3 瓦斯治理取得的效果3.1 提高了抽采率2521(一)工作面瓦

9、斯抽采率由60%提高到87%，抽采瓦斯量63.38m3/min，工作面風(fēng)排瓦斯量由工作面開采初期的34.2 m3/min降到了9.2m3/min左右。3.2 降低了瓦斯?jié)舛?521(一)工作面回采過程中，回風(fēng)流瓦斯?jié)舛缺３衷?.4%0.6%，工作面瓦斯?jié)舛缺３衷?.35%0.6%，上隅角瓦斯?jié)舛缺３衷?.5%0.7%。3.3 減小了供風(fēng)量2521(一)工作面的配風(fēng)量由開采初期的3800m3/min減為1534m3/min，減少了2266 m3/min。減少了60%。降低了工作面回風(fēng)流風(fēng)速和上隅角負(fù)壓，減弱了煤塵飛揚(yáng)和采空區(qū)漏風(fēng)，有利于防止采空區(qū)自燃發(fā)火。3.4 簡(jiǎn)化了抽采鉆孔布置利用1#、3#

10、措施巷走向水平鉆孔加強(qiáng)瓦斯抽采，3#措施巷以北不再施工中間巷、措施巷及其順層鉆孔，少施工巷道920m，工作面巷道布置簡(jiǎn)單，優(yōu)化了通風(fēng)系統(tǒng)，消除了安全隱患。綜上所述，通過立體措施對(duì)2521（一）工作面瓦斯進(jìn)行綜合治理，已取得了實(shí)效。目前，工作面瓦斯抽采率達(dá)到了87%，回采過程中工作面瓦斯?jié)舛炔怀^0.6，上隅角不超過0.7，回風(fēng)流不超過0.6，具備了安全生產(chǎn)條件。而且隨著工作面向北推進(jìn)，客觀上瓦斯含量也在逐漸降低，長(zhǎng)距離水平鉆孔順層抽采、高抽巷、地面鉆孔抽采、尾排巷抽采等主要措施將發(fā)揮更大作用，瓦斯治理效果將更加明顯，完全能夠消除回采過程中瓦斯超限現(xiàn)象。4 瓦斯治理的幾點(diǎn)體會(huì)（1）必須嚴(yán)格貫徹落實(shí)“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的瓦斯治理方針，按照核定的能力組織生產(chǎn)，杜絕由于超能力生產(chǎn)造成瓦斯超限現(xiàn)象。（2）按照“通風(fēng)可靠、抽采達(dá)標(biāo)、監(jiān)控有效、管理到位”的瓦斯治理要求，牢固樹立“瓦斯超限就是事故”的理念。嚴(yán)格落實(shí)“一通三防”責(zé)任制和瓦斯治理的各項(xiàng)規(guī)定，超前安排瓦斯治理措施，決不能心存僥幸。（3）要堅(jiān)決依靠科技治理瓦斯，加大瓦斯治理投入。引進(jìn)先進(jìn)的抽采技術(shù)、抽采設(shè)備及監(jiān)測(cè)監(jiān)控手段，提高瓦斯治理措施的效果。（4）瓦斯治理要與防滅火治理統(tǒng)籌兼顧。超前規(guī)劃、超前治理，隔絕井