52010保护层开采面瓦斯综合治理.pdf

2 0 0 7年第4期 安徽科技 A N H U I S C I E N C E 装、放炮前先检查炮眼附近2 0 m范围的风流中瓦斯浓 度, 只有在瓦斯浓度小于1 时, 方可装、 放炮。 3放炮前, 要认真整理好放炮地点及附近的工程 质量, 对支柱进行注液加固, 初撑力≥1 0 0 k N, 确认无安 全隐患后方可放炮; 装、 放炮前要洒水灭尘。 4放炮前, 对工作面所有设备要采取相应的保护 措施, 防止损坏设备。 5炮后要对周围支架进行加固, 发现崩坏的柱梁 要立即更换,掉顶处用木料装实接上劲,并重新要帮过 顶, 只有在确保安全的前提下才能进行回柱。 6 放炮警戒距离5 0 m。 7预裂爆破处对应工作面上、 下各3 0 m段, 不得 与预裂爆破同时装、 放炮。 1 .顶板冒落情况 采用预裂爆破后,工作面采空区内的顶板岩石基本 上能够垮落至肩窝; 局部暂时冒落不充分的地方, 因预裂 爆破已使顶板产生裂隙,随着工作面继续推进也能够逐 渐冒落充分。 2 .采空区瓦斯积聚情况 采用预裂爆破后, 采空区顶板基本冒落严实, 无瓦斯 积聚空间, 从而有效解决了采空区瓦斯积聚问题, 保证了 工作面的安全生产。 3 .预裂爆破对工作面支架的影响情况 以往在采空区实施强制放顶距离工作面控顶范围内 的支架比较远, 从而对工作面支架影响很小。 采用预裂爆 破时, 炮眼的装药量很关键, 如果装药量过大, 将对工作 面的支架产生破坏; 装药量小时, 预裂爆破起不到提前松 动顶板的效果。经过现场实验观测发现4 2 7 2 B 9 b工作面 预裂爆破眼最合适的装药量为3 3 0 g /眼,既能提前松动 顶板, 又不会对工作面支架产生严重破坏。 1 通过采取预裂爆破技术, 安全、 有效地解决了坚 硬顶板悬露不冒的问题,同时也解决了采空区悬露不冒 造成的瓦斯积聚,避免了在采空区高瓦斯环境下处理坚 硬顶板危险性大的问题。 2预裂爆破技术可以根据顶板的坚硬、 厚薄程度 改变眼深、 眼距和每眼装药量, 以提高预裂爆破的效果。 3 预裂爆破眼采用风锤施工, 速度慢, 工人劳动强 度大,效率偏低;可以尝试使用气动锚杆钻机以提高效 率, 降低工人劳动强度。 4 对于坚硬顶板, 除采用预裂爆破技术外, 还可以 采用高压注水软化顶板、松动煤体等综合措施改变顶板 冒落性能, 达到顶板充分冒落的目的。 5在突出煤层中应用预裂爆破效果很好, 可以推 广到坚硬顶板高瓦斯煤层、 低瓦斯煤层工作面中使用。 作者单位 淮南矿业集团谢一矿 责任编辑 段顺昌 陈泰 “ 新庄孜煤矿位于淮南煤田中部,井田南北走向5 . 6 k m, 东西倾斜宽3 . 7 5k m, 面积2 0 . 2 3k m 2 。 井田含煤地层为石炭二叠系,地层总厚1 0 0 0m , 共 分A、B、C、D、E 5个煤组,3 5 ～ 4 2层煤。因D、E组煤层薄、 摘要 通过对5 2 0 1 0保护层工作面瓦斯综合治理, 摸 索出一条适合新庄孜矿发展的瓦斯综合治理 之路, 解放了生产力, 保护了煤炭资源, 实现了 煤与瓦斯共采。 关键词 保护层工作面瓦斯综合治理解放生产力 一、 矿井概况 五、 预裂爆破效果分析 六、 结束语 5 2 0 1 0 保护层开采面 瓦斯综合治理 苏利军李勇 5 3 2 0 0 7年第4期 安徽科技 A N H U I S C I E N C E 煤层倾角为1 3 ～ 2 0 ,平均1 6 ; 采高1 . 7m, 工作面斜 长1 8 0m, 走向长5 0 0m。 其上临近层B 1 1 b煤层、 下临近层 B 8煤层均为突出煤层,石门揭露B1 0煤层与其上临近层 B 1 1 b煤层层间距平均为2 9m, 与下临近层B8煤层层间距 平均为4 0m。5 2 0 1 0工作面为高档普采。 B 1 0槽煤厚0 . 2 ～ 1 . 7 3m,平均厚1 . 4m,煤层结构复 杂, 较稳定。 该煤层属半暗型, 中上部有1 ～ 3层夹矸, 顶部 煤质差, 局部可采。直接顶板为中厚层状, 厚5m, 含大量 菱铁结核, 中夹薄层泥岩, 呈条带状, 底部含少量砾石; 直 接底板为薄层泥岩, 厚0 . 5m; 老底为细粒砂岩, 厚5m左 右。往下为B 9槽顶板, 一般厚2 4m, 为中厚层状中粒砂 岩, 含大量菱铁结核, 砂岩中夹有薄层泥岩。 本块段地层总体呈单斜构造,走向N 3 0 W,倾向 N 6 0 E, 倾角1 3 ～ 2 5 , 煤岩层产状变化较大。 该块段地 质构造较复杂,小断层较发育。区段内发育F 1 0 - 5、F1 0 - 58、 F 1 0 - 51 0、F1 0 - 51 1、F1 0 - 51 2和Fa、Fb、Fc、Fd断层, 对回采造成一 定的影响。 预计回采过程中瓦斯绝对涌出量为6 0m 3 / m i n, 相对 涌出量为6 6 . 5m 3 / t。 该工作面本煤层瓦斯含量并不高, 但其上临近层B 1 1 b 煤层和下临近层B 8煤层均为突出煤层, 尤其是在本回采 区域B 1 1 b煤层曾在2 0 0 5年2月1日掘进施工顺槽时发 生过煤与瓦斯倾出事故,所以在5 2 0 1 0工作面设计回采 前不得不考虑其临近层卸压瓦斯的综合治理措施。 1 .被保护煤层瓦斯综合治理措施 采取的主要措施有B 1 0顶板高抽巷,B1 0顶板高抽巷 穿层孔;5 2 0 1 0顺槽B1 1 b底板穿层孔;5 2 0 1 0上风巷实行 码垛子压管并在风巷局部块段 靠近断层, 裂隙较发育 施工顶板钻孔; 利用B 1 0～ B8石门向B8煤层施工顶板穿层 孔等。 2 .抽采系统及管路安装 利用原有泵站进行改造, 重新刷扩。 安装3台2 B E 1 - 3 0 3瓦斯抽采泵和2台2 B E 1 - 3 5 3型瓦斯抽采泵, 其中2 台2 B E 1 - 3 5 3型瓦斯抽采泵抽采- 4 5 6 m 5 2 0 1 0顶板高抽 巷瓦斯,1台2 B E 1 - 3 0 3型瓦斯抽采泵抽采5 2 0 1 0工作面 上隅角瓦斯,1台2 B E 1 - 3 0 3型瓦斯抽采泵抽采5 2 0 1 0顺 槽B 1 1 b穿层孔瓦斯, 另有1台备用。 抽采管路均为1 0寸 聚乙烯管5 2 0 1 0顺槽穿层孔为8寸钢管 ; 另有一趟1 2 寸罗纹钢管从- 6 1 2m 5 2 0 1 0采区石门B 1 0运道接至泵站 与顶板高抽巷管路合茬, 形成备用。 3 .工作面配风量 5 2 0 1 0工作面需风量Q按不同情况计算如下。 1 按瓦斯涌出量计算公式为 Q 1 0 0 q瓦采 K采1 - K抽/ Cm 3 / m i n1 式中q瓦采-采面绝对瓦斯量 m 3 / m i n ,K采-采面瓦 斯涌出不均匀系数 取1 . 6 ,K抽-采面瓦斯抽放率 取 8 5 ,C -回风流中允许瓦斯浓度 取0 . 8 。 计算得Q 1 8 0 0m 3 / m i n 。 2 按工作面温度计算公式为 Q 6 0 V采 S采m 3 / m i n2 式中S采-采煤工作面平均断面面积 m 2 ,V采-采 面工作面良好环境风速 取1 . 5 m / s 。 计算得Q 9 0 0m 3 / m i n 。 3 按最多工作面人数计算公式为 Q 4 Nm 3 / m i n3 式中N-采煤工作面同时工作最多的人数 人 。 计算得Q 3 2 0m 3 / m i n 4 按风速进行验算。按最低风速进行验算Q ≥1 5 S采 m 3 / m i n , 即 Q ≥1 5 1 0 1 5 0m 3 / m i n ; 按最高风速进行 验算Q ≤2 4 0 S采 2 4 0 0m 3 / m i n 。 通过对5 2 0 1 0采面C H 4、C O2涌出量、 爆破后 最大 有害气体以及工作面气温、 风速和一班同时工作人数 最 多班次 等不同条件下需供风量的计算, 选其中最大值 Q 1 8 0 0m 3 / m i n 。 5 2 0 1 0工作面自2 0 0 5年1 1月开始回采。正常回采 期间, 工作面回风瓦斯浓度最大为0 . 5 , 平均回风瓦斯 浓度0 . 4 ,工作面配风量为1 7 0 0m 3 / m i n,5 2 0 1 0瓦斯抽 采泵站正常运转3台瓦斯泵。风排瓦斯量为6 . 8m 3 / m i n, 抽 采 瓦 斯 量 为3 2 . 8 8m 3 / m i n, 工 作 面 最 大 抽 采 率 为 8 2 . 8 。作者单位 淮南矿业集团新庄孜矿 责任编辑 段顺昌 陈泰 二、5 2 0 1 0保护层工作面概况 三、 工作面瓦斯综合治理措施 表1矿井瓦斯涌出及抽采情况一览表 时 间 年 绝对瓦斯量m 3 / m i n 矿井产量 万t 回采面抽采率 掘进面抽采率 矿井抽采率 抽采量 万m 3 吨煤抽采量m 3 / t 2 0 0 1 1 0 9 . 4 2 2 2 8 2 5 1 2 1 3 7 5 1 . 2 3 . 2 9 2 0 0 2 1 1 0 . 4 5 2 6 1 2 8 1 4 2 0 1 1 5 7 . 1 4 . 4 3 2 0 0 3 1 1 6 . 6 9 2 7 1 3 5 1 5 2 6 1 8 8 4 . 6 6 . 9 5 2 0 0 4 1 1 7 . 6 4 2 9 2 4 2 1 8 3 4 2 2 8 5 7 . 8 3 2 0 0 5 1 3 4 . 7 7 2 8 3 4 8 2 0 3 8 . 4 2 5 2 6 . 2 8 . 9 3 四、 工作面瓦斯综合治理效果 5 4