开采解放层综采工作面瓦斯综合治理技术.pdf

开采解放层综采工作面瓦斯综合治理技术 第六图书馆 为开采解放层采用了专用排瓦斯巷、高位抽放尾巷、高位钻场、高抽巷、底抽巷等先进瓦斯治理技术,并通过回采时对该采面 的瓦斯变化、瓦斯地质情况、瓦斯来源及瓦斯抽放的参数进行总结、分析,及时提出改进措施、办法。为瓦斯含量高、层间距 较近的煤层群开采解放层,提出了多方位的瓦斯综合治理措施,为有效治理瓦斯提供了宝贵经验。为开采解放层采用了专用排瓦 斯巷、高位抽放尾巷、高位钻场、高抽巷、底抽巷等先进瓦斯治理技术,并通过回采时对该采面的瓦斯变化、瓦斯地质情况、 瓦斯来源及瓦斯抽放的参数进行总结、分析,及时提出改进措施、办法。为瓦斯含量高、层间距较近的煤层群开采解放层,提出 了多方位的瓦斯综合治理措施,为有效治理瓦斯提供了宝贵经验。高瓦斯 解放层 综合治理煤炭技术赵占义鸡西矿业集团 公司杏花煤矿,黑龙江鸡西1581732007第六图书馆 第六图书馆 第 2 6卷第 l l 期 2 0 0 7年 l 1 月 煤炭技术 C o a l T e c h n o l O ff V Vo 】 ． 2 6． No ． 1 l No v ． 2 0 0 7 开采解放层综采工作面瓦斯综合治理技术 赵 占 义 鸡 西矿 业 集 团 公 司 杏花 煤 矿 ，黑 龙 江 鸡 西 1 5 8 1 7 3 摘 要 为开采解放层采用 了专用排瓦斯巷 、 高位抽 放尾巷 、 高位钻场 、 高抽巷 、 底抽巷等 先进瓦斯 治理技术 ， 并通 过 回采时对该采面的瓦斯变化 、 瓦斯地质情 况 、 瓦斯来源 及瓦斯抽放的参数进行 总结 、 分析 ， 及时提 出改进 措施 、 办 法 。为 瓦斯含量高 、 层 间距较近的煤层群开采解 放层 ， 提出了多方位的瓦斯综合 治理措施 ， 为有效 治理瓦斯提 供了 宝 贵经 验 。 关 键词 高瓦斯 ；解放层 ；综合治理 中图分类号 T D 7 1 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 7 J 1 1 0 0 7 7 0 3 Ga s Co mp r e h e n s i v e M a n g e me n t 0 n M i n i n g Pr o t e c t i v e S e a m i n Fu l l M e c h a niz e d Co a l Fa c e ZHA0 Z h a nY i X i n g h u a C o a l Mi n e ，J i x i Mi n i n g I n d u s t r y G r o u p C o mp． ，J i x i 1 5 8 1 7 3 ，C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o mi n e p r o t e c t i v e s e a m，g a s d r a i n a g e r o a d wa y，h i g h l e v e l r o a d w a y，h i g h l e v e l d r i l l i n g s i t e ， o v e r l a y g a s e x t r a c t i o n r o a d wa y，b e d p l a t e r o a d wa y e t c a d v a n c e d g a s c o n t r o l t e c h n o l o g y a r e u s e d．Gas c o n t r o l me a s u r e s a r e p u t f o r wa rd b y g as c h a n g e，c o mb e d g a s g e o l o gy ，g a s res o u r c e s a nd g as d r a i n a g e p a rame t e r s ，a n d g as c o mp r e h e n s i v e ma n a g e me n t v a l u a b l e e x p e rie n c e i s o b t a i n e d f o r h i g h g a s an d c l o s e d i s t an c e c o a l s e a m g r o u p mi n i n g． Ke y wo r ds h i g h g a s ；p r o t e c t i v e s e a m；c o mp r e h e n s i v e t rea t me n t 0 前言 杏花矿立井于 1 9 7 8 年 4月份开始建井， 1 9 8 6年 l 0月份正式建成投产。设计生产能力为 1 2 0万 t ， a ， 经改扩建后 ， 现核定生产能力达到 1 6 0万 t ， a 。该矿 为高瓦斯矿井。随着采煤机械化程度的不断提高 ， 开 采强度 的不 断增大 ， 瓦斯 涌 出也 在不 断增 加 ， 特 别 是开采解放层的综采工作面， 瓦斯治理技术尤为重 要。该矿经过学习、 探索 ， 借鉴先进的瓦斯治理的新 技术， 实现了多方位的瓦斯综合治理措施 ， 取得了良 好效果 。 1 工作 面概况 西二采 区 2 8 煤 层是杏 花煤 矿 中部层 组 的一个 煤层 ， 它 的上部 0 ． 5 3 ． 5 m为 2 7 煤层 ， 下方 6 m为 3 0 煤层 ， 2 2 m为 3 l 煤层。2 7 煤层中高 1 ． 2 m， 灰 分 5 8 ％， 为不可采煤层 ； 2 8 煤层全高 2 ． 5 6 m， 其中 下分层高度 1 ． 5 6 m， 上分层高度 0 ． 5 m， 中部有 0 ． 5 m厚的腰带石， 下分层灰分 2 8 ％； 3 0 煤层中高 3 ． 3 m； 3 1 煤层中高 1 ． 1 m 。 由于 2 7 煤层不可采， 其它 3个可采煤层 间距 较 小 ， 设计 将 这 3个煤 层联合 布置 。所 以 ， 西二 采 区 中部层组二段 的开拓工程风道、 绞车道 、 皮带道分别 布置 在 2 8 ， 3 0 ， 3 1 煤 层 中。在 掘 送 上 述 3条 道 时 ， 掘进 工 作 面 的 瓦 斯 绝 对 涌 出 量 均 在 1 ． 6 2 ． 0 T f l 3 ／ ra i n 。 2 8 煤层右三工作面走向长度 5 6 0 m， 倾斜长 度 1 6 0 m， 倾角 3 。 ， 设计开采下分层， 工作面高度为 1 ． 5 6 m， 可采储量 2 8 万 t 。该工作面为仰采工作面， 仰 采 角度 4 。 。工作面的南、 北、 西三侧均为断层， 东部 为 风道 、 绞 车道 。 2 8 煤 层 是 该 区域 的 首 采 层 ， 属 开 采 解 放 层 。 回采 2 8 煤层右一采面时 ， 其绝对瓦斯涌 出量为 8 0 ～ 1 0 0 m 3 ／ m i n 。预计 2 8 煤 层 右 二 工 作 面 瓦斯 绝 对 涌 出量 与 2 8 。 煤 层右一 工作面 的绝 对瓦 斯 涌 出量 相 同 ， 工作面设计 风 量 1 1 0 0 r n 3 ／ m i n ， 实际 配 风 2 0 0 0 3 ／ mi n左 右。 2 瓦斯来源 根据该层组的柱状图和掘进期间测得的数据得 各煤层瓦斯绝对涌出量为 2 7 煤层 l 0 m 3 ／ m i n ， 2 8 煤层 2 0 3 0 m ／ m i n ， 3 0 煤层 5 0 6 0 m ／ m i n ， 3 1 煤 层 2 0 m ／ m i n 。开采2 8 解放层时， 由于层间距小 ， 临 近的 2 7 煤 层 瓦斯 、 3 0 煤 层 瓦 斯及 3 1 煤 层 瓦 斯 ， 都将会随着开采 2 8 煤层解放层涌 出到 2 8 煤层右 三采煤工作面 ， 绝对瓦斯涌出量将不 断增高不断增 加 ， 瓦斯 绝对 涌 出量 达到 了 8 01 0 0 m ／ m i n ， 相对 涌 出量将 超过 7 0 m ／ t 。该工作 面 三 面 临 近 断 层 开 采 收稿 日期 2 0 0 70 8 1 9 ； 修订 日期 2 0 0 7 0 9 1 7 作者简介 赵 占义 1 9 7 3 一 ， 男 ， 黑 龙江鸡西人 ， 毕业于阜新煤 炭工业学校 ， 现在鸡西矿业集 团杏花煤矿从事技术工作 。 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 7 8 煤炭技术 第 2 6卷 后 ， 受采动影响， 构造带内的瓦斯也将大量涌出。通 过对 2 8 煤 层 右一采 面 回采时 的瓦斯 观测 ， 将 近 5 0 ％的瓦斯来源于 3 0 煤层。 3 瓦斯治理技术 3 ． 1 瓦斯 治理 技术 针对 该工作 面面 长 、 倾 角小 ， 开采层及 上下 临近 层瓦 斯涌 出量大 的特点 ， 分别 采 用 以下 几 种 瓦斯 治 理技 术 如图 1 所 示 ． 。 图 1 2 8 煤 层 右 一 、 右 二 工 作 面 瓦 斯 工程 图 1 施工专用排瓦斯巷 ， 排瓦斯巷与上巷间距 8 m o 2 在排瓦斯巷 ， 每隔 1 5 0 m施工 1 个高位抽放 尾巷 ， 高位抽放 尾巷与上 巷平行段距煤 层顶板 2 4 m， 距上 巷水 平距离 2 5 m 。 3 在工作 面 上 巷 与排 瓦 斯巷 的联 络川 内施 工 高位钻场， 钻场间距 1 0 0 1 2 0 m， 钻场距煤层顶板 6 8 m， 钻场内布置 8个水平钻孔 。开采后由于瓦斯 量增加较快， 所以又在两个高位钻场之间补打 2组 仰角钻孔 ， 每组 6个钻孔。采用 MA Z一2 0 0钻机 ， b 9 4 l l l r n钻杆 。 4 施工高抽巷 ， 高抽 巷距 2 8 煤层高度 为 1 3 m o 5 施工底抽巷 ， 一个布置在 3 0 煤层顶板处， 施工完毕后 ， 利用打钻孔的方法进行抽放 。 3 ． 2 瓦斯 治理技 术参数 分析 1 施工专用排瓦斯巷， 排瓦斯巷与上巷间距 8 m； 在回采时配风量为 1 2 0 0 m 3 ／ m i n瓦斯体积分数达 到 2 ． 2 ％左 右 ， 上 巷配 风 量 为 8 0 0 m 3 ／ m i n ， 回采 时 瓦 斯体积分数控制在 0 ． 6 ％左右， 这样可利用风排解 决的绝对瓦斯涌出量为 排 瓦斯 巷 1 2 0 0 m 3 ／ m i n 2 ． 2 ％ 2 6 ． 4 m 3 ／ m i n 回风 巷 8 0 0 m ／ ra i n 0 ． 6 ％ 4 ． 8 m ／ ra i n 共计 抽放 量为 3 1 ． 2 m 3 ／ m i n 2 在排瓦斯巷 ， 每隔 1 5 0 m施工 1 个高位抽放 尾巷。施工时， 将高抽尾巷布置在距离上巷平距达 到 2 0 m， 距离 2 8 煤层顶板 1 7 ． 5 m的位置 为采高 的 l 1 ． 2 倍 ， 先 以 3 5 。 的坡 度施 工 3 0 m后 ， 施 工 2 0 m的平 台。施 工 后 在 平 台 处 和拉 门 子 口处 进 行封 闭 ， 铺 设 ,／, z o o ll L r n的瓦斯抽 放管路 ， 在铺设 管路 时进 行包管 、 吊挂。采用 Y DV III 型移动式瓦斯抽排泵进 行抽放 。管 内 的抽 放瓦 斯 量 为 1 5 ％ ～1 8 ％ ， 移 动 泵 瓦斯流 量 为 2 5 m 3 ／ m i n ， 抽 放 的 绝 对 瓦 斯 涌 出 量 为 4． 5 m3 ／ mi n。 3 在工作 面上巷与排瓦斯巷的联络川 内施工 高位钻场， 钻场间距 1 0 0～1 2 0 m， 钻场距煤层顶板 6 ～ 8 m， 钻场内布置 8个水平钻孔。钻孔长度 1 4 0～ 1 6 0 m， 钻孔终孔位置布置在距 回风巷 5～3 5 m范围 内， 距煤层顶板 1 6～2 4 m， 这样能保证孔与孔之间 的搭接 长度 在 2 0 m以上 。开 采 后 由于 瓦 斯 量增 加 较快 ， 所以又在两个高位钻场之间补打 2组仰角钻 孔 ， 每组 6个钻 孔 。采用 M A Z一2 0 0钻机 ， 中 9 4 m m钻 杆。采用 Y DV III 型移动式瓦斯抽排泵配 ,／, z O O l l L r n 的瓦斯抽放管路 ， 进行抽放 。管内的抽放瓦斯量为 2 5 ％ ～3 0 ％， 移 动泵 瓦斯 流量为 4 0 ～4 2 m ／ m i n ， 抽放 的绝 对瓦 斯涌 出量为 1 2 ． 6 m 3 ／ m i n 。 4 施工高抽巷。施工高抽巷时， 抓住一个标志 层进行施工 ， 距 2 8 煤层右二采面上巷平距 3 0 m， 距 离 2 8 煤层高度为 1 3 m。根据以往 回采经验 ， 确定 回采煤层 的裂隙带高度在采高 的 8～1 2倍 之间， 该 采面回采高度为 1 ． 5 6 m， 而将高抽巷布置在距离 1 3 m的位置 ， 为采高 的 8 ． 3倍 ， 满足抽放要求 。布置高 抽巷时， 要将高抽巷贯穿整个工作 面。工作面初采 到推进至 3 0 m左右的位置时， 高抽巷将起到作用 ， 能有效 地抽放 在裂 隙带 的瓦斯。地面采 用 2 B E 3 4 2 0 B Y 4型瓦斯抽 放泵配 中 3 0 0 l l L r n的瓦斯 抽放 管 路 ， 管内的抽 放 瓦斯 量 为 3 2 ％ ， 地 面 泵 瓦 斯 流 量 为 8 0 m3 ／ mi n，抽放 的绝对 瓦斯 涌 出量 为 2 5 ． 6 m 3 ／ m i n 。 5 施工底抽钻场。布置在 3 0 煤层顶板处 ， 沿 2 8 煤层右一采面下巷距离 2 8 右三切眼 3 0 0 m的 位置施工下山到 3 0 煤层的顶板， 到位后施工钻场。 沿钻场三面进行打钻， 每面布置钻孔数量为 8～1 0 个， 钻孔呈扇形布置 ， 钻孔长度确定为 1 8 0～2 2 0 m， 钻孔终孔位置打在 2 8 煤层底板处 ， 主要抽放来源 于 3 0 煤层、 3 1 煤层的瓦斯。 3 ． 3 经济效益 分析 地面采 用 2 B E 3 4 2 0 B Y 4型 瓦 斯 抽 放 泵 配 ,／, 3 0 0 l l L r n的瓦斯抽放管路， 管内的抽放瓦斯量 为 2 8 ％ ～ 3 0 ％， 瓦 斯 流量 为 8 0 I T l3 ／ m i n ， 抽 放 的 绝对 瓦 斯 涌 出 量为 8 0 m 3 ／ ra i n3 0 ％ 2 4 m 3 ／ ra i n 。该技 术 中底板 钻场水平钻孔与其他局矿使用 的低抽巷相 比， 具有 以下优点 1 方法简单 ， 便于施工， 便于操作 。 2 掘进工程量少 ， 降低了万 吨掘进率， 降低 了 瓦斯抽放 费用 。 3 可根据地质条件、 工作面所选用的设备等合 理布置工作面长度 ， 钻孔个数可根据工作面长度来 确定 。 4 钻孔密度大、 覆盖面积大 ， 因此抽 出下位煤 层向上涌出的瓦斯量也大， 抽放率高。 5 运用灵活。无论是 回风巷还是运输巷、 或者 边界风道中都可以布置底板钻场水平钻孔 ； 无论是 倾斜煤层还是水平煤层 、 无论是仰采还是俯采 ， 都可 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆 第 2 6卷第 1 1 期 2 0 0 7年 1 1 月 煤炭技 术 Co a l T e c h n o l o a w V0 1 ． 2 6． No ． 1 l No v ． 2 0 0 7 坐 引选煤技术 怪 i 司 潘二煤矿选煤厂煤泥水处理系统的改造 赵 记 伟 淮南矿业集 团公司 潘二煤矿 ，安徽 淮南 2 3 2 0 9 1 摘要 分析潘二煤矿选煤厂煤泥水系统存 在的问题 ， 通过对煤泥水处理系统进 行改造 ， 解决 了选煤厂煤 泥水 浓缩 问题 ， 控制了洗水 浓度 ， 改善了生产指标 ， 提 高了煤炭 的综合加工利用率 ， 达到了预期 的效果。 关键词 煤 泥水 系统；工艺流程 ；技术改造 ；效果 中图分 类号 T D 9 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 7 1 1 0 0 7 9 0 2 I m p r o v e me n t o n S l u r r y S y s t e m i n Pr e p a r a t i o n P l a n t o f P a n e r Co a l M i n e Z HA O J i w e i P a n e r Co a l Mi n e，Hu a i n a n C o a l Mi n i n g Gr o u p C o ．L t d． ，Hu mn a n 2 3 2 0 9 1 ，C h i n a } Ab s t r a c t T h e p r o b l e ms e x i s t e d i n c o a l s l i mewa t e r t r e a t me n t s y s t e m o f Co al P r e p a r a t i o n P l a n t o f P a n e r Co al Mi n e a r e a n a l y z e d．B y t h e r e f o r mi n g o f t h i s s y s t e m，t h e p r o b l e m o f s l u r r y t h i c k e n i n g h a s b e e n s o l v e d a n d t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e s l u r r y h a s b e e n c o n t r o l l e d．Th e d e s i r e d r e s u l t s o f i mp r o v i n g t h e p r o d u c t i o n i n d i e x a nd r a t e o f i n c r e a s i n g c o al c o mp r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n h a v e b e e n a c h i e v e d． Ke y wo r d s s l i mewa t e r t r e a t me n t s y s t e m ；c o al p r e p a r a t i o n fl o ws h e e t ；t e c h n i c a l r e f o r m；r e s u l t o前 言 蔷 潘二选煤 厂 2 0 0 4年 1 2月建成投产， 是一座年 机回收。试生产初期生产炼焦精煤和动力用煤 ， 后 设计处理能力为 2 6 0 X 1 0 4 t 的模块式选煤厂， 主要工 因市场变化及综合效益考虑， 再洗停开 ， 现在以洗选 以运用底板钻场水平钻孔进行抽放。 通过以上瓦斯治理技术 ， 利用风排可以解决的 绝对瓦斯涌出量为 3 1 ． 2 m 3 ／ m i n ， 利用抽放系统解决 的绝 对 瓦 斯 涌 出 量 为 6 6 ． 7 m 3 ／ m i n ， 共 计 9 7 ． 9 m 3 ， m i n 。可以看出， 随着工作面推进 长度的增加， 瓦斯 涌出量随之增大 ， 各抽放系统尤其是底板钻场水平 钻孔及高抽巷的抽放量也迅速提高 ， 平均每天抽出 瓦斯量 6万 r r I 3 ， 抽放率达 6 4 ％， 比 2 8 煤层右一采 面提高了 2 4 ％， 从而使各作业地点 的瓦斯体积分数 得到有效的控制。工作面单产由开采初期的 3 ． 3万 t ／ M左右， 增加到 6 ． 0万 t ／ M， 最 高达 到 7 ． 0万 t ／ N 。 该工作面共开采 5 M， 后 4 M平均单产 比第一个月 及开采 2 8 右一面时增加近 3万 t ， 充分发挥了工作 面及系统的生产能力 ， 保证了安全生产 ， 4 M增加效 益 2 7 5 8 万元， 取得了极大的经济效益 、 安全效益及 社会 效 益。 4 结语 1 在覆存深度、 煤层厚度 、 煤层倾角、 工作面长 度等条件不同的情况下 ， 裂隙带所形成的高度不同 ； 而上覆岩层的岩性不 同， 裂隙带发育的程度及透气 性也不 同。因此 ， 在布置 钻孔时 ， 不但 要学 习先进 的 理论 ， 借鉴外单位的成功经验 ， 更重要的是结合本地 区、 本矿的实际情况， 多布置不同参数的钻孔。通过 现场实践 ， 确定最优的钻场钻孔参数。 2 要充分考虑地质构造、 超前压力对钻孔及裂 隙带高度的影响。一般在断层 附近， 尤其是断层带 内， 煤层顶板受采动影响所形成的冒落带及裂隙带的 高度 比正常情况高。再者， 受断层影响， 巷道在掘进 期间， 围岩所形成的松动圈增大， 受采面超前压力作 用， 煤岩体内形成大量裂隙， 钻孔连通。如有一个钻 孔封闭不严或封闭长度不够 ， 将导致所有钻孔报废。 3 合理的钻场钻孔参数， 不仅可以获得最佳的 抽放效果 ， 而且可 以减少许多不必要的打钻 费用和 打钻时间。所 以， 在同一采场， 一旦钻场、 钻孔参数 确定， 不遇特殊变化， 不能随意改变钻场钻孔参数。 4 应该推广应用大功率钻机，大径钻孔 ，以 增加钻孔长度及利用率 ，减少钻场数量及掘进工程 量，提高单孔流量及总流量 ；采用大径钻杆 ，增加 钻进过程 中的稳定性 ，避免折钻杆扔钻头；采用大 功率移动抽放泵，大径管路 ，以增 加系统 抽放能 力 ，提高抽 放率 。 收稿 15 1 期 2 0 0 7 0 8 0 2 ； 修订 15 1 期 2 0 0 8 0 9 0 6 作者简介 赵记伟 1 9 8 3 一 ， 男 ， 河 南周 IZ 1 人 ， 助理工程师 ， 2 0 0 5年毕业 于河南理工大学矿物 加工专业 ， 现 在淮南矿业 集 团潘 二 煤矿从事煤质技术管理工作 。 维普资讯 第六图书馆 第六图书馆