特厚煤层首分层综采工作面瓦斯综合治理技术

作者:朱国忠;黄江宁;杨荣武;贾立钢;贺占军 刊名: 上传者:王伟英

【摘要】白芨沟煤矿开采的二_3层煤,煤层平均厚度20.27 m,属于特厚煤层分层开采,每分层采高3.5 m。在开采首分层时,由于本煤层遗煤和下分层卸压瓦斯大量解吸释放,通过上隅角向回风巷大量涌出积聚,极易造成工作面瓦斯超限。为了减少工作面开采时绝对瓦斯涌出量的涌出,根据工作面的地质条件、煤层赋存状况和开拓方式,提前3~5年对煤层瓦斯进行预抽,在开采后又采取了采空区埋管抽排后尾梁及上隅角瓦斯,高位抽放巷、地面钻孔、尾巷抽放采空区瓦斯的抽采形式。通过实施这些综合的瓦斯治理措施,有效地保证了该工作面的安全生产。

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特厚煤层首分层综采工作面的瓦斯主要来源于本煤层遗留和下一分层卸压瓦斯,为了提前对本煤层瓦斯进行预抽,采取了长距离定向水平钻孔、穿层钻孔、顺层钻孔抽采。在开采前虽然将煤层瓦斯含量降到了国家标准值以下,但开采时工作面瓦斯涌出量达64m“/min,分析瓦斯主要来源于本煤层采空区内遗煤解吸出的瓦斯和受采动影响的下一分层的卸压瓦斯。根据特厚煤层瓦斯涌出规律,首分层开采时其瓦斯涌出量往往比其他各分层开采时瓦斯涌出量大好几倍,因此在加强对本煤层瓦斯预抽力度的同时,根据采空区瓦斯涌出的实际情况,确定合理的抽采方式,才能保证工作面安全回采。下面以神华宁夏煤业集团公司白友沟矿252l(一)工作面瓦斯治理为例进行介绍。1工作面概况神华宁夏煤业集团公司白友沟矿地处贺兰山中段腹地。始建于1966年,1972年局部投产,目前实际生产能力稳定在160万t以上。白友沟矿有得天独厚的资源优势,生产的优质无烟煤,以“三低六高”特性而享誉中外,被誉为“煤中之王”,是冶金、化工等工业的最佳原料和环保精品。白友沟煤矿为高瓦斯矿井,开采的煤层为“太西”无烟煤,瓦斯涌出量大。矿井自投产以来,历年瓦斯等级鉴定均属高瓦斯矿井。2008年瓦斯等级鉴定结果为:矿井绝对瓦斯涌出量106.93m3/min,相对涌出量31.oZm,八。2521(一)综采工作面位于井田向斜轴部的高瓦斯区,开采的二3层煤,平均厚度20.27m,分6个分层开采,每个分层采高3.sm。2521(一)工作面走向长1550m,倾斜宽226m,开采前经测定煤层原始瓦斯含量为12.34m,八,原始瓦斯压力达1.3MPa,煤层透气性系数为8.98194X102m,,属于容易抽采与可以抽采之间。开采前经采取穿层钻孔、定向钻孔和顺层钻孔预抽后,煤层瓦斯含量降到6.83m3/t,瓦斯压力降到0.55MPa。2008年8月在320第四部分瓦斯防治技术2521(一)综采工作面正式开采,开采时绝对瓦斯涌出量达64m“/min,严重制约了工作面的安全生产。2521(一)综采工作面布置图如图1所示。2521(一)回顺又岌立高抽巷工叫卜作1#措施巷2521运抽横川笋2521(一)运顺图1白友沟矿2521日综采工作面布置图2工作面瓦斯综合治理技术2521(一)综采面开采初期在采取底板穿层钻孔、长距离定向水平钻孔、顺层钻孔抽采后,但由于属于特厚煤层首分层开采,在开采后本煤层遗留的瓦斯和二分层、三分层瓦斯大量解吸释放,极易造成工作面瓦斯超限。针对上述情况,通过施工中间巷,改变工作面通风方式,调整顺层钻孔布置方式。采取多种综合立体式的抽采方式,加大采空区抽采力度,改变采空区瓦斯流动方向,防止采空区瓦斯通过上隅角向回风巷大量涌出和积聚,保证了该工作面安全生产。2.1顺层钻孔加大本煤层瓦斯预抽力度运、回顺顺槽顺层钻孔布置方式:在运、回顺顺槽掘进时边掘进边施工顺层钻孔;运顺钻孔布置方式:每隔3m布置一个平行钻孔,钻孔平均深度93m,孔径73mrn;回顺钻孔布置方式:每隔6m布置一组钻孔,每组布置3个钻孔,钻孔扇形布置,钻钻孔平均深度90m,孔径73mm,在施工时严格执行“三同时”要求。中间巷加密顺层钻孔:在工作面南部700m范围内施工了一条中间巷,将常规的“U”形通风改变为“二进一回”的通风方式,增加工作面的配风量。在中间巷布置加密顺层钻孔,钻孔布置方式:每隔12m布置一组钻孔,每组布置3个钻孔,钻孔扇形布置,钻孔平均深度90m,孔径73mm(图2)。2.2上隅角理管抽采在2521(一)工作面开采前在上隅角预埋一趟笋400mm瓦斯管,每12m抽放管留设一个庐400mm变

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