急倾斜特厚煤层水平分层开采综放工作面瓦斯涌出特征

作者:王忠乐; 刊名:煤炭科学技术 上传者:辛路遇

【摘要】通过对阿刀亥煤矿综放工作面倾向及走向现场的瓦斯观测,分析时间与空间立体分析瓦斯涌出来源以及瓦斯浓度分布状况,研究了急倾斜特厚煤层水平分段开采工作面瓦斯来源、涌出的不均衡性以及瓦斯涌出与生产工序、工作面推进速度等关系,得出了工作面推进期间瓦斯涌出特征,以此为依据,指导工作面的瓦斯治理工作,同时为工作面安全回采奠定了基础。

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Characteristic of gas emission from fully-mechanized working faceduring horizontal slice mining with ultra steep and extra thick seamWang Zhongle(Shenhua Baotao Energy Company Ltd.,Baotao 014030,China)0引言阿刀亥煤矿位于内蒙古包头市境内,核定生产能力90万t/a,2013年矿井瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井。矿井主采煤层为急倾斜特厚煤层,采用水平分层放顶煤采煤方法。急倾斜特厚煤层与一般缓倾斜煤层瓦斯赋存规律有很大的差异,其瓦斯涌出规律及涌出形式也与缓倾斜煤层有所差异,加之其开采矿井分布范围较小,相关研究也相对较少[1-2]。为了使瓦斯治理工作有的放矢,笔者对急倾斜特厚煤层水平分层综放开采工作面瓦斯涌出规律进行研究,了解综放工作面瓦斯涌出来源、涌出规律及影响瓦斯涌出的主要因素,针对这些特征采取有效的瓦斯治理措施和通风管理制度,从而预防瓦斯事故,保证矿井安全生产。1试验工作面概况阿刀亥煤矿东部采区1155西翼工作面为试验工作面,工作面开采煤层厚59~70 m,平均厚度66m,倾角平均76°,瓦斯含量6.25 m3/t左右。煤层呈简单的单斜构造,为稳定煤层。工作面可采长度450 m,工作面长(即煤厚)62.8 m。工作面采用“U”型通风方式,水平分层支撑掩护式支架放顶煤采煤方法。工作面分层厚度为16 m,采高2.6 m,放顶煤厚度13.4 m,采放比1∶5.15,两端头顶煤不进行回收,仅强制放顶。工作面落煤由MG250/300-NWD型电牵引短臂采煤机来实现,开帮煤由采煤机自行装入SGZ730/200型输送机,放顶煤由支架放煤口放入采空区侧SGZ730/200型输送机。采用多轮间隔放煤,放煤方向自机尾向机头,放煤步距0.63 m。工作面移架由专职移架放煤工来完成,采煤机割过顶刀后,滞后采煤机滚筒3~5 m及时移架。采用中部斜切进刀方式,进刀长度为15 m,进刀深度为0.63m,先割底煤再割顶煤,往返一次进一刀,采用销轨无链牵引,最大牵引速度为17 m/min。2瓦斯涌出来源分析采煤工作面的瓦斯涌出取决于煤层自然因素和开采技术条件等诸多因素。根据综合机械化采煤的特点和瓦斯流动理论,将瓦斯涌出源划分为煤壁瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出和采空区瓦斯涌出3个部分[3]。2.1煤壁瓦斯涌出量在回采工作面推进过程中,随着煤的采落,新鲜煤壁被暴露,矿山压力释放使压力平衡被打破。由于煤体内部瓦斯压力梯度存在,瓦斯得以沿煤体裂隙及孔隙向工作面涌出[4]。为了确定1155工作面煤壁瓦斯涌出量的大小,采用巷道测定法对该工作面煤壁瓦斯涌出量进行实测。在1155工作面初采阶段,在工作面检修班时测定进、回风巷风量和瓦斯浓度,从而可以得到工作面进、回风瓦斯涌出量,回风瓦斯涌出量减去进风瓦斯涌出量即为煤壁瓦斯涌出量。1155工作面于2013年9月14日开始试采,对工作面始采阶段检修班的工作面瓦斯涌出量进行实测,结果见表1。表1 1155工作面初次来压前检修班瓦斯涌出量测定结果日期进风巷风量/(m3·min-1)进风巷瓦斯体积分数/%回风巷风量/(m3·min-1)回风巷瓦斯体积分数/%工作面瓦斯涌出量/(m3·min-1)2013-09-17 869.00 0.06 875.00 0.18 1.052013-09-18 865.00 0.06 871.00 0.14 0.702013-09-19

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