常村煤矿212作面卸压区瓦斯抽放实践.doc

常村煤矿212作面卸压区瓦斯抽放实践 吴 兵1，吴有增2，张琰东2，苗玉岗1 1．中国矿业大学北京煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京； 2．潞安环能股份有限公司常村煤矿，山西长治 摘 要利用煤层采动造成一定范围内的矿山压力降低，在煤体内形成裂隙，对工作面前方15～20m范围的卸压区进行瓦斯抽放，从而提高该范围内瓦斯抽放量。通过对常村煤矿N 14工作面瓦斯抽放实测数据的分析，研究了工作面卸压区瓦斯抽放的效果及其在整个抽放系统中的作用。 关键词瓦斯抽放；卸压区；百米抽放量 0 引 言 在低透气性煤层中，当煤层采动后，破坏了原始的应力平衡。煤层上下岩层向采空区移动，形成冒落带、裂隙带和下沉变形带。在采煤工作面的前方一定距离处15m左右，采场应力呈卸压状态，由于煤层中裂隙的增加，煤层中的瓦斯显现卸压增流效应，因此可抽出本煤层内的卸压瓦斯。在卸压瓦斯抽放中，处于卸压带的抽放钻孔并不多，但抽放的效果较好。对于实践矿井，仅需制定相应的瓦斯抽放监测和钻孔管理方法，就可以进行工作面前方的卸压带瓦斯抽放，而无需其它投入。文章通过一个实际矿井的测量，分析了工作面卸压区瓦斯抽放取得的效果。 1 钻孔布置 实践工作面为潞安环能常村煤矿N14工作面，工作面倾向长846m，面长195 m。抽放钻孔沿工作面轨道巷和带式输送机巷相对交错布置，钻孔间距2．5 m，孔深95m，孔径94mm。其中A类钻孔为垂直于顺槽的钻孔，向上倾角1，开孔位置距离巷道底板1．Om，终孔高度2．66m，总计252个。B类钻孔为交叉钻孔，沿顺槽垂直线向工作面倾斜8，向上倾角1，开孔位置距离巷道底板1．6m，考虑工作面顺槽有约3的倾斜，B类孔终孔高度约为3．8m，总计247个。共施工钻孔499个，总长度42753 m，平均孔深85．7 m。钻孔布置如图1所示。 2 卸压区瓦斯抽放效果分析 在采煤工作面前方选择十个钻孔作为卸压区钻孔，卸压带长度10～12．5 m。卸压区以外的区域为普通瓦斯预抽区，每个卸压钻孔配备一个孔板流量计，每天测量一次数据，获得卸压区的瓦斯抽放量。预抽区每4个钻孔为一组，设置一个孔板流量计，不定期测量，通过对抽放总管路的抽放测量和对泵站抽放监测获得工作面瓦斯抽放总量。2006年3月工作面瓦斯抽放量如下图2所示。 各个钻孔长度因施工地质等条件的限制，会有所不同，因此比较不同钻孔的抽放效果时，要消除钻孔长度的影响，使用下列公式计算不同区域的百米钻孔抽放量等参数。 L2L0-L1 式中 k卸压区抽放量占总抽放量的百分比，％； Q0、Q1工作面瓦斯抽放总量、卸压区瓦斯抽放量，m3／min； P1、P2卸压区、普通区百米钻孔抽放量，m3／min； L0工作面全部抽放钻孔总长度，m； L1、L2卸压区、普通区抽放钻孔总长度，m； μ卸压区百米抽放量与普通区百米抽放量的比值。 依据上述公式，对2006年3月工作面瓦斯抽放的情况进行分析，卸压区瓦斯抽放占总抽放量的比率如图3所示。 卸压区瓦斯抽放与普通预抽区百米瓦斯抽放量的比值，如图4所示。 由上图分析可知 1卸压区抽放量占总抽放量的百分比，最小12．37％最大33．07％；平均19．46％，即约占工作面瓦斯抽放总量的五分之一左右； 2卸压区和普通区百米抽放率的比值最大17．16；最小4．35；平均为7．5，即卸压区瓦斯抽放量是普通区域的7．5倍。虽然卸压抽放钻孔较少，但其抽放量却占较大的比重，因此，进行卸压抽放是必要的。 3 结 论 通过对比卸压区和普通区的瓦斯抽放量可见，卸压区抽放可以提高工作面本煤层瓦斯抽放的效果，通过比较两者百米抽放量，卸压区的抽放效果达到普通区的7．5倍，卸压增透效果显著。卸压抽放也不是完美无缺，主要表现在两个方面①卸压抽放的抽放时间短，其作用时间只相当于卸压长度除采煤面推进速度，因此，一般仅有3d左右；②卸压区抽放增加了瓦斯抽放管理的难度，要求经常监测卸压区的抽放状况，每天都必须进行钻孔的调整废弃，而卸压区由于存在强化支护和工作面设备，因此，作业环境较差。总而言之，卸压抽放具有较好的抽放效果，是改善工作面瓦斯抽放率低的一种手段，对于提高煤矿的安全水平具有一定的影响。 5