掘进工作面瓦斯抽放系统的应用.doc
Pk/扩罗葛崩影、j.∞ 第14卷第3期(总第88期) 2009年6月 煤矿开采V01.14No.3(SeriesNo.88) June 2009 CoalminingTechnology 掘进工作面瓦斯抽放系统的应用 张有喜 (大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司,山西原平034114) [摘要] 针对“三软煤层”深部采区掘进工作面沿煤层底板掘进时,瓦斯涌出量大,单纯依 靠增大风量的办法稀释瓦斯,势必造成工作面迎头煤尘飞扬,作业环境恶劣,不利于安全生产的客观实际,对掘进工作面采用移动式瓦斯抽放系统的抽放效果及作用进行了分析。经现场实践证明,采用瓦斯抽放技术,从源头上降低了瓦斯浓度,确保了矿井的安全生产。 [关键词] 瓦斯;抽放系统;深部水平;安全生产 【文献标识码]B [文章编号]1006-6225(2009)03-0116472 [中图分类号]TD712.6 Applicationof MethaneDrainageSysteminDrivingRoadway 轩岗煤电有限责任公司焦家寨矿521采区胶带下山掘进工作面采用移动式瓦斯抽放系统,通过现场应用瓦斯抽放技术,不断总结抽放经验,使该掘进工作面瓦斯抽放率达到了39%,确保了矿井的安全生产。 l 3抽放系统简介 521采区胶带下山移动瓦斯抽放系统采用边抽边掘的本煤层抽放方式。 (1)521采区胶带下山移动瓦斯抽放泵站主要参数见表1。 裹1 瓦斯抽放泵站主要参数 521胶带下山掘进面概况 521采区是焦家寨矿深部水平的开拓采区,采 区标高825967m,布置有3条下山,分别为521采区胶带下山、521采区轨道下山、521采区总回风下山。其中521采区胶带下山为沿5号煤层底板掘进的煤巷。 521采区煤层厚度约12.9m,倾角6~12。,平均70。521区胶带下山使用风镐掘进,工作面安设有2部胶带机和l部刮板输送机。 2 最大抽 型号数量/台气量/(m3・ rain一1) 坶曼乒孳沓芋电机功供电电空度 a rain’1、“’ 们ZWY,荐祭柏堋9-竹鲫 (2)安装地点1020胶带巷机尾绕道,供风量约300m3/min。 (3)管路系统正负压管均采用159mm(外 521采区胶带下山掘进时存在的问题 521采区没有进行5号煤层瓦斯基础参数测 径)的无缝钢管,连接方式采用快速接头。在正压管接有2台放水器,负压管接有1台放水器。 (4)瓦斯抽放方法采用边抽边掘的本煤层抽放方式。 (5)钻场及钻孔的布置。 钻场的布置在巷道两帮交叉布置钻场,巷道左右侧钻场间距25m,巷道同一侧钻场间距50m,规格尺寸宽3.5m,高2.5m,深4m;11号矿用工字钢梯形棚支护。 钻孔的布置1个钻场一般布置4个钻孔,钻孔施工参数见表2。 钻场钻孔布置见图1(仅列出l号,2号,3号钻场)。 定,从掘进过程中瓦斯涌出量分析,预测随着巷道的延伸,瓦斯涌出量将逐渐增大,并可能存在煤与瓦斯突出的危险;同时5号煤层属带压开采,掘进过程中有突水的危险。 521采区胶带下山掘进工作面沿5号煤层底板掘进50m后,工作面瓦斯涌出量增大,达到2.76m3/rain。通过安装2 X 45kW风机并使用 4f1200mm风筒,使风流瓦斯浓度下降到0.5%以下。但造成了迎头掘进时煤尘增大,作业环境恶劣,经综合考虑,在521采区胶带下山安装掘进面瓦斯抽放系统。 [收稿日期]2009一0121 【作者简介】张有喜(1958一),男,山西原平人,采矿高级工程师,中央党校在职研究生,大同煤矿集团副总经理、轩岗煤电有限责任公 司总经理。 116 万方数据 张有喜掘进工作面瓦斯抽放系统的应用2009年第3期 (6)封孔工艺钻孔采用聚胺酯封孔,封口 管钻孔内长度为1.5m,封口管使用直径25mm的 高压胶管。 表2钻孔施工参数 图1钻场与钻孔布置 (7)钻孔施工采用TXU一75A型钻机,1.5m 万方数据长的中空钻杆,直径65mm钻头。4521采区胶带下山掘进面瓦斯抽放效果521区胶带下山掘进工作面瓦斯抽放系统运行以来,抽放压差为1100~1400Pa,抽放量(混合量)平均为21.6m3/min,抽放出口处瓦斯浓度为3.6%一6.7%,抽放纯瓦斯量平均1.13m3/min,每月抽放纯瓦斯量在40680m3左右。自抽放以来,521区胶带下山工作面瓦斯浓度在0.15%左右,回风流瓦斯浓度在0.3%左右,在正常掘进过程中没有发生过瓦斯超限现象。5521采区胶带下山抽放系统(1)抽放泵为了确保瓦斯抽放正常进行,必须保证瓦斯抽放泵的正常运转。例如汽水分离器中的水漂损坏时,压差由1300Pa降至500Pa。故提高瓦斯抽放效果的前提是保证抽放泵的正常运转;瓦斯抽放泵应尽量选择在靠近工作面的地方,离工作面愈近,则抽放负压愈小,流量则愈大。(2)瓦斯抽放钻场的布置由于焦家寨矿5号煤层比较松软,如抽放时间较长,极易造成堵塞钻孔,严重影响抽放效果。结合施工队掘进进度及钻孔抽放时间等因素,确定钻场间距为50m,实践证明,该间距比较合理。(3)钻孔的布置焦家寨矿没有测定5号煤层瓦斯基础参数,根据51107工作面抽放经验,发现5号煤层透气性差,钻孔瓦斯流量衰减为中等。在实际抽放效果中,发现1号,2号,3号钻场瓦斯抽放效果好,抽放率可达到39%。总结钻孔布置对抽放效果影响为钻孑L布置间距为0.5m左右为宜,间距太小有可能造成2个钻孔连通,影响抽放效果;钻孔应尽量布置成上山方向,因为下山眼有可能被钻机水灌满,另一方面极容易造成塌孔;每个钻场布置4个钻孔,1号和3号钻孔仰角为40,2号和4号钻孔为0。,因为1号和3号钻孔有利于钻孔抽放巷道顶部瓦斯。此种情况适用于5号煤层沿底板掘进的掘进面;1号和3号钻孔偏离巷道方向2。左右,2号和4号钻孔平行于巷道方向,1号和3号钻孑L偏离巷道方向主要是考虑与巷道间距太近,如有裂隙等情况,有可能与巷道沟通,严重影响抽放效果;考虑到煤层透气性差,在实际操作过程中,暂时采取了同时抽放的方式;钻孔施工时如果钻孔太长,受瓦斯压力影响,钻孑L钻进困难,最终确定钻孔长度为50m。(下转4页)】17 总第88期 [7]Hawkes,J crete 煤矿开采 andEvans,Rand EL 2009年第3期 ceedingsofthe16thInternationalConference on M Bond。扛黯嘲in reinforced con- GroundControlin columns beanm[J].Journal oftheInstituteofStructural Mining.Morgantown,WVWest 148. 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