瓦斯治理关键技术.doc

二、瓦斯治理关键技术 研究瓦斯必须首先研究瓦斯地质，通过对瓦斯地质的分析和研究，找出了八矿的瓦斯地质规律、煤与瓦斯突出规律、矿山压力与瓦斯涌出规律等。根据这些规律和特点，采取相应的防治措施。在治理瓦斯上，必须从源头上治理，使治理措施具有先进性、超前性和合理性。 一分源抽放 1、突出危险工作面瓦斯综合治理的实践 八矿在高突工作面曾经采用抽出式风机抽放上隅角瓦斯。但是在使用抽出式风机时，存在以下问题1、应用效果差；2、管理难度大，设备移动困难，堵塞巷道，增大采面通风阻力，影响行人、运输和回风；3、存在不安全隐患，历史上兄弟单位采用抽出式风机排放上隅角瓦斯曾发生过瓦斯爆炸事故。分析后，我们及时提出了“安全高效治理瓦斯“的理念，决不能因为治理瓦斯而产生新的不安全隐患。下决心甩掉抽出式风机。 我们也曾采用将本煤层、上隅角、高位水平走向钻孔以同一管路、单台小流量抽放泵进行抽放，虽然做了抽放钻场，安装了抽放系统和抽放设备，但抽放效果仍然不佳，经分析认为上隅角需要采用大流量和低负压进行抽放，而高位水平走向钻孔和本煤层需要采用高负压低流量进行抽放。因采用同一系统进行抽放，造成负压不匹配，抽放效果差。 所以要进一步找准瓦斯来源，测定瓦斯涌出规律瓦斯涌出来源主要是本煤层、邻近层和采空区。本煤层瓦斯是通过落煤和煤壁涌出，邻近层瓦斯经采动影响后，涌入采场、巷道和采空区，采空区瓦斯涌出来源于遗留在采空区的浮煤和邻近层卸压瓦斯。采空区大量高浓度瓦斯积聚在冒落带和裂隙带之间，在通风负压的作用下，进入采场和回风流中。根据现场多次实测，工作面瓦斯涌出量为2635m3/min，采空区占总瓦斯涌出量的4060。 根据以上情况，采面瓦斯综合治理在优化通风系统、合理配风的基础上，下决心甩掉抽出式风机，采用分源（高位水平走向钻孔、上隅角、本煤层及采面浅孔）独立系统、强力进行抽放。 2、高位水平走向钻孔抽放 采动覆岩“三带”规律煤层开采后，开采煤层的直接顶失去支撑而跨落，形成冒落带。跨落稳定后，在其上部形成采动裂隙带和弯曲下沉带，弯曲下沉带对工作面瓦斯涌出量影响不大，冒落带和裂隙带与工作面采空区瓦斯涌出有着非常密切的关系，大量高浓度瓦斯聚积在冒落带和裂隙带之间。 己15煤层“三带”规律 八矿己15煤层冒落带高度6～8m左右，冒采比为3～4。上下两个分带，上分带裂隙发育较弱，顶界高度47m，平均41.4m，裂采比20.7。下分带裂隙发育较强，顶界高度27.3m，平均23.5m，裂采比11.75。 在上下两个裂隙带中间存在一段中粒砂岩，渗透性很弱。最强的裂隙发育位置处于下分带中的16m上下。从抽放角度看，在下裂隙带14～19m范围的抽放效果最好。 己15煤层顶板上方20m左右存在一层极坚硬的中粒砂岩，钻孔钻进十分困难，瓦斯抽放的最理想层位在这层坚硬岩层下方裂隙带的一定范围之内，且其中连通裂隙离层空间大，易于积聚大量瓦斯含量较高的气体。 戊9、10煤层“三带”规律 戊9、10煤层戊9、10煤层冒落带高度大致在10～12m左右,冒采比为3.7左右。戊9、10煤层最强的裂隙发育位置在31m上下，裂采比11.14。 从瓦斯抽放的角度看，在煤层顶板上方2834ｍ范围内的抽放效果最好，最适宜抽放瓦斯的层位在戊８煤层顶板细砂岩中。 在风巷沿走向每隔60m布置一个高位钻场，每个钻场布置6～8个钻孔，开孔孔径φ110mm，终孔孔径φ89mm，孔深120m。 钻孔末端孔制到冒落带顶部和裂隙带下部的范围内。即己15煤层顶板粗粒砂岩裂隙带到距离风巷水平距离5～20m。 表一 高位钻场设计参数表 表一 高位钻场设计参数表 孔号 水平角（度） 仰角（度） 孔径（mm） 孔深（m） 开口与风巷水平距离m 开口与煤层法线距离m 钻孔在风巷水平投影m 终孔与风巷水平距离m 终孔与煤层法线距离m 1 2 2 110 120 6.6 7.68 119.8 2.4 9.6 2 0 2 110 120 7.6 8.26 119.9 7.6 12.56 3 0 4 110 120 8.6 8.83 119.7 8.6 17.33 4 -2 2 110 120 9.6 9.41 119.8 13.78 16.13 5 -2 4 110 120 10.6 9.99 119.6 14.77 20.89 抽放泵采用2BEF-42泵，抽放管径φ250mm，形成分源抽放的第一套独立抽放系统。 图一 高位水平走向钻孔抽放示意图 图二 水平高位抽放钻孔剖面示意图