岱河煤矿瓦斯抽采效果分析评价报告

岱河煤矿瓦斯抽放效果分析评价报告

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二〇一〇年五月二十二日

“岱河煤矿瓦斯抽放效果分析评价报告

一、生产概况

岱河煤矿目前有四个生产采区，即Ⅱ8矬楼块段、Ⅱ2扩改造、Ⅱ1、Ⅱ3采区，安排两个采煤队生产，即Ⅱ1、Ⅱ3采区一条线，Ⅱ2扩改造、Ⅱ8矬楼块段一条线。矿井有3、4、5三个可采煤层，3煤除Ⅱ8矬楼块段外，其它采区已回采完毕，其

它煤层为局部可采。采煤工作面回采采用单翼走向长壁全部垮落法，炮采炮掘落煤工艺。

根据2005年中国矿业大学对我矿煤层瓦斯压力参数测定，煤层瓦斯压力为0.35mpa，开采至今未出现瓦斯动力及瓦斯涌出异常现象，所以未采取防突措施。

随着储量衰竭、采场萎缩，矿井回采逐渐向边角块段和深部延伸，局部地段

瓦斯涌出量呈递增趋势，其中Ⅱ8矬楼块段、Ⅱ2扩采区、Ⅱ3采区瓦斯涌出量较大，所以主要抓好采掘工作面瓦斯涌出量分析预测，做好非突出煤层向突出煤层

转化的预警防范工作，采取合理、有效的措施治理瓦斯。

二、瓦斯抽放基本情况

在瓦斯治理方面我矿坚持多措并举、综合治理的瓦斯战略，依托科技创新为先导，结合矿井瓦斯地质规律与采场实际情况,基本形成了适应矿井特点的瓦斯

治理模式，分采区、分工作面确定针对性的区域瓦斯治理方案。严格按照《安徽省瓦斯治理规定》和集团公司相关文件的要求，编制了《岱河煤矿瓦斯治理“一矿一策”》。继续完善矿井瓦斯抽放系统，更新瓦斯治理装备，采用“大流量、大管径、多回路、多抽泵”。合理安排生产布局，采区巷道设计期间，同时设计采区瓦斯治理模式，做到“三同时一超前”，在采场空间布置和时间安排上，为瓦斯灾害分区

治理提供“时空”保障，确保矿井瓦斯抽放工程和回采工作面的正常衔接，做到

“一矿一策”、一层一策”和“一面一策”。

我矿无地面永久瓦斯抽放系统。井下共安装4套瓦斯抽放系统，进行局部瓦

斯抽放。

由于瓦斯抽放浓度较低，暂无瓦斯利用工程。

（一）瓦斯抽放现状

1、我矿主要采用高位钻场钻孔、顺层钻孔，老塘埋管等方式对采煤工作面

进行抽放，同时，还对瓦斯涌出量较大的封闭巷道进行埋管抽放。

2、目前我矿井下共安装4套瓦斯抽放系统。具体见下表

3、我矿Ⅱ8采区所采的Ⅱ3814工作面、Ⅱ3采区所采Ⅱ531工作面已回采结束，但是封闭墙瓦斯含量较大，所以采用封闭墙内插管的方式，不定期的对封闭

墙进行瓦斯抽放，以减轻封闭墙内的瓦斯危害，也为下分层的开采进行提前预抽。

Ⅱ4110工作面瓦斯涌出量2.53～3.0m3/min，采用老塘埋管的方式对工作面进行瓦斯抽放，抽放浓度2.20～3.0%，抽放纯量1.35～1.64m3/min，平均抽放率

为50%，抽放负压16.31～20kpa。

Ⅱ3218工作面瓦斯涌出量5.20～6.50m3/min，采用高位钻场钻孔、顺层钻孔，老塘埋管等方式对工作面进行瓦斯抽放，抽放浓度3.60～5.40%，抽放纯量

2.18～

3.25m3/min，平均抽放率为55%，抽放负压25.42～45.86kpa。

矿井平均瓦斯涌出量14.2～14.60m3/min，采煤工作面加上采空区封闭墙的

瓦斯抽放纯量在5.53～7.89m3/min.，矿井瓦斯抽放率47%。

（二）抽放系统情况

1、井下瓦斯抽放系统全部安装大流量、大功率的2BE1-353-A型水环真空泵，额定流量80m3/min，电机功率160kw。

2、采煤工作面瓦斯抽放管路管径不低于8吋，干管不低于10吋，排气管不低于12吋。

3、每趟管路按照规定配备瓦斯抽放计量装置，型号为LUGB--3325--

B22(φ200)，实时监测瓦斯抽放浓度、负压、流量等。

（三）抽放巷道情况

我矿无专用瓦斯抽放巷道。

高位钻场底板必须爬至所采煤层顶板以上，设计规格：5.5m×5.5m×2.5m（深、宽、高），钻场拨门处巷高不得低于2m，过渡到2.5m。由钻场向巷道相对较低一侧5m左右做壁龛挖水池，壁龛规格：3m×3m×2m（长、宽、高）；然后在壁龛内挖水池，水池规格：2m×2m×1.5m（长、宽、深），水池和钻场之间用水沟连结。

（四）瓦斯抽放参数与抽放效果

1、Ⅱ2采区瓦斯抽放系统

①顺层钻孔

顺层孔的开孔位置布置在Ⅱ3218外工作面风巷三煤层内，按煤层倾角

5°～8°施工，位置控制在距顶1m、距底1.0m，孔径为Ф94mm，钻杆直径73 mm，间距5～10m，钻孔长度不小于工作面切眼长度的1/3～2/3，平均为50m。

在工作面风巷瓦斯抽放管路每隔12m设一处“三通”接口，以便于钻孔连接。顺层孔施工完毕后，立即用聚氨脂和水泥等材料进行封孔，并分别接设一路Ф75 mm的埋吸管发到老塘抽放管路上，并与抽放支、干管合茬，进行本煤层瓦斯抽放。

②顶板走向高位钻孔

在每个钻场内布置6个顶板高位钻孔，采用“三高三低”的布孔方式，开孔位

置布置在煤层顶板岩石中，钻孔长度90-140m左右，孔径Ф133mm的钻头扩孔，Ф94mm的钻头钻进至终孔；终孔位置距工作面煤层顶板18m－30m范围，钻孔

终孔位置控制在上风巷向下30m范围内，钻孔压茬长度不低于30m。钻孔具体

位置由地测科精算角度、方位，现场挂线确定。

为了提高钻孔的孔口负压，对该工作面的抽放孔将采用聚氨脂和水泥等材料进行封孔。对施工完毕的钻孔自孔口向里进行扩孔，扩孔深度不小于8m，封孔时采用3寸2m长的无缝钢管作用孔内套管上，包上聚氨脂等封孔材料，当聚氨脂发泡时，将套管连同聚氨脂封孔材料一同送入孔内，聚氨脂凝固后，再用黄泥、水泥进行封堵。

工作面回采期间，加强对瓦斯抽采效果的评估考核，每周安排专人测试钻孔瓦斯浓度、流量等，及时分析抽采参数。单孔最大瓦斯浓度12.0%，流量8

m3/min，单孔纯流量最大为0.96m3/min。钻场钻孔抽放负压为44.56kpa，抽放浓度达到5.40%，抽放流量46.52m3/min，抽放纯量达到2.51m3/min。

③埋管抽放效果与参数

老塘铺设Ф256mm的铁皮管，在老塘抽放管路上，自切眼向外每隔6m设

一处6寸三通接口（接站管），随着工作面每推进6m利用站管进行老塘埋管抽放。

在Ⅱ3218外工作面采用双趟管路对老塘进行抽放，在钻场起作用时，单独

分开抽放，不起作用时混合抽放。老塘瓦斯抽放站管采取迈步式，迈步距离为

6m，抽放负压为25.42kpa，抽放浓度达到4.0%，抽放流量50.68m3/min，抽放纯量为2.02m3/min左右。

通过现场分析，我矿采空区三煤顶板冒落带一般为8m左右，裂隙带高度10～20m左右。为了使得抽放效果得到保证，生产单位必须按照措施要求设置护站管木垛，采用不燃性材料，对老塘进行及时充填。针对老塘悬顶较为严重的情况，采取预裂爆破的方法进行处理，从而消除瓦斯积聚的空间。

2、Ⅱ1采区瓦斯抽放系统

Ⅱ4110工作面采用高老塘埋管的方式对工作面进行瓦斯抽放，抽放浓度

2.20～

3.0%，抽放纯量1.35～1.64m3/min，平均抽放率为50%，抽放负压

16.31～20kpa。

三、存在问题

通过对矿井瓦斯抽放，有效治理了矿井瓦斯，确保矿井的安全生产。但需进

一步提高瓦斯抽放系统的抽放效果，在更大程度上发挥抽放系统的作用，还有很

多的问题需要进一步的解决与处理。

（一）抽放系统

1、我矿正处于资源枯竭状态，工作面布置在边角块段，存在面短生产能力低，抽放系统安装投入大、服务时间短、安装拆卸频繁等问题。

2、待采煤工作面投产后，才对其进行抽放，预抽时间短，抽放滞后。

3、由于巷道条件限制，瓦斯抽放管路拐弯点较多，阻力大，影响抽放效果。（二）抽放钻孔

1、由于受地质条件、技术条件、钻机的操作等因素影响，常常发生高位钻孔偏斜的现象，使得钻孔达不到设计的要求，影响瓦斯抽放的效果。

2、由于煤体较为松软，顺层钻孔常常发生塌孔的现象，对顺层钻孔的维护

比较困难。

3、由于煤层顶板岩层构造复杂，在工作面回采期间，顶板不能冒落，无裂隙通道，钻场钻孔抽放效果差。

（三）抽放参数设计、施工、管理

1、采煤工作面多布置在边角块段，地质条件变化较大，地质条件较为复杂，在进行钻场设计时，没有详实的地质资料，很难保证日后的瓦斯抽放效果。

2、施工人员的素质和技能直接影响钻孔的施工质量。目前，业务技术较好的职工面临退休，钻孔施工人员不足，技术传不下去，出现钻工技术断层。

3、缺乏钻孔测斜仪，无法保证钻孔的施工质量。

4、对现场施工单位相关人员加强教育，对瓦斯抽放管路要加以保护，防止

金属等物体磕碰瓦斯抽放管路。

（四）其他

1、钻机维修备件到货不及时。

2、钻杆、钻头质量不符合要求。

3、目前，我矿没有专门的钻机维修人员。

四、改进方向与对策

（一）抽放系统

1、合理生产布局，做到“采、掘、抽”平衡，按照“一矿一策、一面一策”的规划，把瓦斯治理计划纳入矿井的生产规划，确定不同瓦斯含量区域的瓦斯治理模式。

2、合理采掘工作面的巷道设计，尽可能减少瓦斯抽放管路的拐弯次数，使瓦斯抽放管路尽量做到平、直，以减少瓦斯抽放管路的阻力，提高瓦斯抽放的效果。

3、加大对瓦斯抽放系统的日常巡检与维护，及时排除瓦斯抽放管内的积水；加大对瓦斯抽放管路的防锈处理，对锈蚀严重的管路要给予及时更换。

（二）钻场钻孔设计

1、优化钻场的设计，尽可能使钻场爬至所抽煤层的顶板，同时增大钻场的

高度。

2、在地质条件变化不大地段，尽可能增大钻场的间距，做到大钻机长距离

瓦斯钻孔施工，以减少钻场的施工数目和过钻场期间的瓦斯管理难题。

3、软岩钻孔（含顺层钻孔）封孔难度大，多出现漏气、塌孔，直接影响瓦斯抽放效果，需先进的封孔材料加以解决。