高沼气厚煤层工作面顶板巷抽放瓦斯技术论文.doc

顶板巷瓦斯抽采技术在高沼气厚煤层工作面的应用 龙煤鹤岗分公司益新煤矿康从建 关键词顶板巷瓦斯 摘要利用顶板巷抽采采空区瓦斯 0.导言 益新煤矿属高沼气煤与瓦斯突出矿井,开采的三水平零石门中部区15层左四段滑移顶梁放顶煤工作面,开采期间绝对瓦斯涌出量最大达11.5m3/min,为解决开采期间的瓦斯治理问题,平行于工作面回风道,平面距离内错10米,距煤层顶板2米掘送一条顶板巷,并利用顶板巷进行封闭式抽采瓦斯。抽采瓦斯浓度最大达22,抽采流量3540 m3/min,抽采瓦斯纯流量最大达到8.8m3/min,工作面配风550,工作面回风瓦斯浓度0.2 -0.3,利用顶板巷抽采技术有效的保证了工作面的正常生产。顶板巷封闭式抽放瓦斯的过程分述如下 1. 采区自然概况 1.1采区概况 三水平零石门中部区15层左四段位于益新矿井田中部,工作面最低标高-240m,该区走向310m,倾斜100m,煤厚12M,煤层赋存比较稳定,煤层倾角20,地质构造比较复杂。区域内有多条落差在0.5-1.5m的小断层多,掘进期间实见落差1.2米以上断层3处,掘进期间最大瓦斯绝对涌出量为2.2米3/分。煤尘爆炸指数35.39。初期开采该面绝对涌出量为11.3米3/分,该面日计划产量905吨。 1.2采区通风系统 该区由矿井中部立井付井采用压入式供风,二水平北部回风主井回风,具体系统如下 立井付井三水平井底车场三水平零石门运输巷三水平零石门中部15层机道溜子道工作面回风道三水平零石门15层左四段专用回风上山二水平前组回风石门二水平北部立井主井地面 1.3运输系统 工作面溜子道机道三水平零石门皮带大巷三水平零石门运输巷井底2仓地面 1.4采煤方法 三水平零石门中部区15层左四段采用滑移支架放顶煤方法开采。 2.抽放的方式及方法 瓦斯在煤层中的流动是一个复杂的运动过程,主要取决于煤层介质的孔隙结构和瓦斯在煤层中的存在状态。瓦斯在煤层中主要以吸附和游离两种状态存在。在煤层中抽放瓦斯时,抽放率及抽放量受瓦斯压力、钻孔孔径、钻孔间距及抽放时间的影响较大,而且,卸压区的范围小,往往抽放效果不够理想。而利用顶板巷抽放瓦斯,具备以下几个特点 1受煤层瓦斯压力的影响较小。 2抽放范围广,而且老塘及抽放巷道内瓦斯运动过程简单清晰。 3见效快,易于操作、易于观测。 具体气体流动过程见图 A-A剖面 顶板巷 回风巷 A A 溜子道 抽放管路抽采瓦斯流动方向示意图 实际应用过程如下 三水平零石门运输巷设立的移动瓦斯抽采泵站,安设两台SKA-353型移动式抽采泵,一台备用,一台正常工作,该泵设计流量80m3/min,实际流量在4045m3/min,。抽采管路由三水平零石门运输巷铺设至三水平零石门15层专用回风上山至15层左四段回风至顶板巷岔口以里20米处,然后在顶板巷岔口将顶板巷封闭,闭面进行喷浆处理,防止抽采期间闭面风,影响抽采效果。在开采初期,由于顶板冒落不好,顶板巷抽采效果不好,在回风道施工2组仰角钻孔对软帮高浓度瓦斯积聚点抽采老塘瓦斯。具体方法为,在回风道距切眼25米施工仰角钻孔,共布置2个钻场,每组钻场5个钻孔,钻孔布置范围为切眼上出口及以下25米,钻孔打到煤层顶板裂隙带,抽放后,抽放管出口孔内瓦斯浓度最大时达15,抽采纯流量3.854.4 m3/min,解决了初采期间瓦斯问题。当工作面开采到20-25米时,煤层顶板初次来压,工作面开采时与排瓦斯顶板巷放透,使得工作面与顶板 巷联通,顶板巷开始完全发挥作用,仰角钻孔可以停打,进行抽采后,顶板巷内形成负压区,由于排瓦斯巷在工作面上隅角内侧5-8米上方,符合采空区内瓦斯流动规律,极易抽出采空区内高浓度瓦斯,根据我们几年实践探索证明,排瓦斯巷内错回风道10米布置,抽放及排放瓦斯效果最佳。因此,抽放瓦斯后,工作面软帮各地点及回风瓦斯浓度均降至1以下,抽放管出口孔内瓦斯浓度最大时达22,从瓦斯涌出记录上可以看出,巷抽后,15天内抽放瓦斯浓度均在20左右,工作面回风瓦斯浓度0.3-0.6,工作面正常开采, 3.瓦斯量计算 3.1相对瓦斯涌出量 依据2011年1月份产量及瓦斯涌出量计算按31个工作日计算 Q相W/T W平均日涌出瓦斯量由瓦斯涌出记录可查出,一月份瓦斯涌出总量为513360m3,则日涌出瓦斯量为16560 m3 T平均日产量按1500吨计算。 Q相16560150011.04 m3/T 3.2抽放瓦斯量计算 以U型压差计、孔板流量计测得基础数据为依据计算 QKbh1/2 K[11-0.0046x]1/2h1/2 K孔板流量计校正系数 b浓度校正系数 h孔板流量计前后压差实测得40mmHg既544mmH2O x抽放瓦斯浓度 Q1.9074[11-0.04622] 1/25441/2 44.5m3/分 3.3抽放率计算 d gk100Q g/WgQg d gk工作面瓦斯抽放率 Q g抽采瓦斯纯流量 Wg工作面绝对瓦斯涌出量抽采瓦斯纯流量和风排瓦斯量 d gk100Q g/WgQg 10044.52244.5222 83 4.抽放效果 通过利用顶板瓦斯抽采巷进行瓦斯抽采后,工作面回风瓦斯浓度基本稳定在在0.3-0.4之间。这说明工作面瓦斯涌出量比较稳定,保证了工作面的正常生产。至2011年8月回采结束,共采出原煤44万吨。 5.几点体会 5.1进组前应作好瓦斯预测、预报工作,对高沼气工作面应预先作好顶板瓦斯抽采巷掘送工作。 5.2抽放泵应安设两台以上,一台或两台使用,一台备用,并铺设双路电源,一旦停运立即开启备用泵,确保连续抽放,防止造成停泵期间工作面瓦斯超限。 5.3 顶板巷必须封闭严密，闭前必须进行喷碹处理，防止闭面漏风影 响抽采效果。 5.4 工作面初采期间，由于顶板巷与工作面没有抽透，应当施工 2 组 仰角钻孔，用以解决初采期间的瓦斯治理。 5.7 抽放管出口端必须安设在总排巷道内，并按煤矿安全规程规 定，安设栅栏揭示警标上齐瓦斯监测系统，严防人员进入危险区域，防止 回风系统瓦斯超限。 5.8 应定期对抽放气体进行化验分析，作好防火预测预报工作。