采煤工作面动态瓦斯治理技术研究

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综采工作面瓦斯综合治理技术研究

综采工作面瓦斯综合治理技术研究

第 6期
周德 海
景 兴鹏
王伟峰 等
综采工作面瓦斯综合 治理技术研究
2 3
地 点然后 进入 回风 巷 , 以排放 上 隅 角 积 聚地 点 的 瓦
期巷 道 瓦斯涌 出也 将影 响 工 作 面风 流 质 量 , 特别 是
回采 遇到 特殊情 况时 , 容 易造成 回风 瓦斯超 限 ; 很 ④ 1 2煤层 夹 矸厚 度 变 化 较 大 , 厚 的达 到 1m 以 1— 最 上 ; 层底 板 0 5~2m 范 围局 部 区 域还 有 0~0 5 煤 . . 1 煤线 , T I 都将 直接 影响 到工作 面瓦斯 涌 出量 。 顶板 走 向 长钻 孔抽 放 : 板走 向钻 孔 设计 如 图 顶
帐, 以阻止 风流 泄 漏 到采 空 区 。在 工作 面 上 隅 角设 置一 道风 帐 , 引导 一 部 分风 流 经 上 隅角 瓦 斯 积 聚 的
回风石 门一 西 风 井 。根 据 计 算 , 12 3 综 采 面 风 22 ( )
量 取 180 m / i 0 r n a
收稿 日期 :OO一 4—0 2l 0 2 作者简介: 周德海 (9 2 ) 男 , 18 一 , 安徽风 台人 , 05年毕业于西安科 20 技大学能源学 院安全工程专业 , 助理工程师 , 现在安徽淮南矿业集团 淮浙煤电有 限公司顾北煤矿分公 司安监处工作。
3 西安科技大学 能源学 院, . 陕西 西安
70 5 ) 104

要 : 分析 潘一煤矿 2 2 ( ) 作 面特 点 的基础 上 , 用保 护层 开采 , 巷抽 放 卸压 瓦斯 , 在 32 3 工 采 底抽 抽
放 远程 卸压 等技 术 对 瓦斯进 行抽 放 , 对综采 面 瓦斯进 行 了技 术研 究。 通过 对 潘 一煤 矿 2 2 ( ) 3 2 3 工

浅论采煤工作面瓦斯综合治理

浅论采煤工作面瓦斯综合治理
Ab ta t Ito c d t h s fro ri a e r n g y tm ln esa tc n lg sr c nrdu e ote ueo ofdan g ,d a a esse ao gt e m eh ooy,tec a a ea d gb gsi o rh n ief ho .Re o — i h h o l c n o a nc mp e e sv a in f s cv cywok t ov h p e OT ra d rtr i g a g rbe ,a d a he e o d rsls r r os let eu p rC Ie n eu nar a g u ep o lms n c iv dg o eut. l s
2 1 3 顶板走 向钻 孔 间距选 择 . .
1 1 采煤 工作 面及 其 回风 流 中瓦斯 分析 .
采煤 面及其 回风 流 中的瓦斯 积聚 或超 限 的原 因 , 主要存 在于采煤面落煤时段煤壁瓦斯 的大量 涌 出及 浮 煤散 发的瓦斯 。因此 , 采煤 工作 面 的瓦斯抽 放 治理技 术应视 为采 煤工作面瓦斯治理和控制手段 的关键技术 措施 。
对 于高 瓦斯 矿井而 言 , 井下 采煤工 作面 的瓦斯抽 放治 理技术是一 项重 要工作 。因此 , 大采 煤 工作 面 加
的瓦斯检测 、 瓦斯 管理 、 瓦斯抽放等治理技术 是确保矿 井 高产高效和安全生产 的一项非常重要 的措施 。
1 采 煤 工 作 面 的 瓦 斯
为 了更 有效地抽 出采 空区高浓度 的瓦斯 , 板走 顶 向钻 场应 布置在 预抽煤层上部 , 与煤层 间距 保持平行 , 待采煤 面推进 至抽 放 区域 时 , 采空 区顶板垮 落后 产生 诸 多裂隙 , 抽放钻孔 通过裂 隙将采 空 区积 聚 的瓦斯抽

采煤工作面上隅角瓦斯治理研究

采煤工作面上隅角瓦斯治理研究

斜长度 10 煤 层倾 角平均 7, 采储 量 92 3t 9 m, 。可 0 5 8 。采 高 控 制在 3 8 40 . ~ . m 采 用 走 向 长 壁 后 退 式 综 合 机 械 化 采 煤 法 , 部跨 落法来 管理顶板 。 全 开采初期 ,13 2 4 1工 作 面 上 隅 角 瓦 斯 在 0 9 左 右 徘 .
+ 16 6 3 . m~ + 1 8 4 m , 作 面 标 高 为 一 2 1f~ 一 3 8 4. 7 工 5r l 2 m,
治理 , 得 了较 好 现 场 效 果 , 证 了 采 煤 工 作 面安 全 、 效 、 取 保 高
稳 定地生产 。
2 2 4 1工 作 面 上 隅 角 瓦 斯 超 限 的 原 因 13
2 4 1 煤 工 作 面 上 隅 角 瓦 斯 超 限 主 要 由 本 煤 层 瓦 斯 13 采 涌 出 和 采 空 区 瓦 斯 涌 出造 成 的 。
开 采 二 1 层 , 均 厚 度 8 0 工 作 面走 向 长 度 为 8 0 倾 2 1 本 煤 层 瓦 斯 涌 出 煤 平 . m, 4 m, .
徊 , 斯 超 限 情 况 时 有 发 生 , 矿 井 安 全 生 产 带 来 较 大 隐 量 吸 附 在 煤 层 中 的 瓦 斯 都 沿 着 煤 层 的 裂 隙 释 放 到 工 作 面 , 瓦 给 患 。 因 此 , 顺 利 回 采 2 4 1综 采 工 作 面 , 须 对 上 隅 角 瓦 从 而 导 致 工 作 面 瓦 斯 涌 出 量 增 加 。 要 13 必
采煤机在 破煤 过程 中 , 层 的原 有应力 平 衡被 破坏 , 煤 在 煤 壁 前 方 的煤 体 内 , 生 3个 应 力 带 ( 图 1 , 卸 压 带 、 产 见 )即 集

碾沟煤业综采工作面瓦斯抽采技术研究与应用

碾沟煤业综采工作面瓦斯抽采技术研究与应用

碾沟煤业综采工作面瓦斯抽采技术研究与应用张克斌(山西阳煤集团碾沟煤业有限公司,山西清徐030400)摘要:为解决碾沟煤业4101首采工作面瓦斯涌出量较大的问题,通过理论分析确定瓦斯主要来源,采用顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、高位钻孔抽采卸压瓦斯的综合治理措施,确定顺层钻孔间距为&0m 及抽采时间为90d,高位钻孔垂直高度为19m,布置间距为20m,成功地将4101工作面各处的瓦斯浓度控制在安全范围内。

关键词:高瓦斯;顺层钻孔;穿层钻孔;瓦斯预抽中图分类号:TD712文献标志码:A文章编号:1009-0797(2021)02-0144-03Research and Application of Gas Drainage Technology in Fully Mechanized Coal Face inNiangou Coal IndustryZHANG Kebin(Shanxi Ya7g Coal Group Nia7gou Coal Industry C o.,Ltd.,030400,Chi7a)Absrtact:In order to solve the problem of large gas emission in the4101first mining face of Niangou Coal Industry,the main source of gas was determined through theoretical prehensive treatment of pre-draining the gas in this coal seam with high-level drilling and unloading and pres s ure-relieving gas was adopted through the theoretical analysis.Measures to determine the spacing of boring holes in the bedding layer to be8.0m and the extraction time to be90days,the vertical height of the high-level boreholes to be19m,and the layout spacing to be20m.The monitoring results during field application showed that the gas concentration in the4101working face was successfully controlled Within s^e range.It has important reference significance for gas management similar to high gas working face.Key words:High gas;Downhole drilling;Through-hole drilling;Gas pre-draining;1工程概况山西阳煤集团碾沟煤业有限公司隶属于山西阳煤集团,由清徐碾沟煤矿有限公司、洛池渠煤矿、西沟煤矿、平口煤矿以及部分空白区整合而成,矿井整合后生产能力为1.2Mt/a,为了减少矿井初期投资和缩短基建工期,将原设计两水平各布置一个回采工作面,不留预抽面(“一井两面”,即一采区+845m主水平的9#煤层布置9101工作面和在+905m辅助水平的4#煤层布置4101工作面)变更为+905m辅助水平布置一个回采工作面(即在4#煤层布置4101回采工作面),+850m水平(主水平标高根据煤由+845m整为+850m)留部分水4#煤层距上部12#煤层11.0-23.0m,本煤层厚度为0.69~2.97m,均厚1.63m,煤层相对瓦为20.32m3/t,碾沟煤业开采4#煤层期矿井瓦高为51.31m3/min,为高瓦矿井。

煤矿采煤工作面瓦斯治理的技术措施研究

煤矿采煤工作面瓦斯治理的技术措施研究

煤矿采煤工作面瓦斯治理的技术措施研究一、引言煤矿是我国重要的能源资源,而瓦斯爆炸是煤矿事故的主要原因之一。

煤矿采煤工作面是瓦斯集中分布区域,瓦斯治理是煤矿安全生产的重中之重。

本文主要围绕煤矿采煤工作面瓦斯治理的技术措施展开研究。

二、瓦斯的形成与危害1. 瓦斯的形成瓦斯是在地质作用过程中生成的一种气体,在煤层中存留并逐步释放出来。

煤矿开采过程中,矿井中的煤层被破坏,瓦斯会大量释放。

2. 瓦斯的危害瓦斯是一种易燃易爆气体,一旦遇到明火或高温,容易引发爆炸事故。

瓦斯还会造成矿井中空气的污染,对采煤工人的健康造成威胁。

三、瓦斯治理的技术措施1. 通风系统的优化通风系统是煤矿瓦斯治理的重要手段,通过优化通风系统可以有效控制瓦斯的分布和浓度。

通风系统的优化包括:合理设置通风风门和风机,根据工作面的瓦斯分布情况进行合理的布局,确保瓦斯得到及时有效的排放和控制。

2. 瓦斯抽放瓦斯抽放是指利用抽放设备将工作面的瓦斯抽出,以减少瓦斯浓度和降低瓦斯爆炸的危险性。

常用的瓦斯抽放设备有瓦斯抽放机、瓦斯抽放泵等。

3. 瓦斯抑制与抑制装置瓦斯抑制是指利用化学方法或物理手段将工作面瓦斯浓度降低到安全范围内。

瓦斯抑制装置包括:瓦斯抑制剂喷洒系统、瓦斯抑制幕墙等,可以有效抑制瓦斯的扩散和积聚。

4. 安全监测系统安全监测系统是对矿井中瓦斯浓度进行实时监测和预警的设备,可以及时发现瓦斯泄漏和积聚的情况,保障矿工的安全。

四、瓦斯治理的关键问题1. 技术设备的更新与改进煤矿瓦斯治理技术设备的更新与改进是瓦斯治理的关键问题之一。

目前我国瓦斯治理设备大多数仍停留在传统水平,需要加大研发投入,研究开发更先进、更智能的瓦斯治理设备。

2. 人员培训与安全意识瓦斯治理需要专业技术人员进行操作和管理,但目前我国煤矿中仍存在技术人员短缺的问题。

由于煤矿工作环境的特殊性,煤矿工人的安全意识也需要不断加强。

3. 法律法规的健全瓦斯治理还需要有完善的法律法规进行规范和监督,确保煤矿企业能够切实履行瓦斯治理的责任,保障矿工的安全。

综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术分析

综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术分析

综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术分析1. 引言1.1 研究背景瓦斯是煤矿开采过程中不可避免产生的一种危险气体,其具有易燃、易爆的特性给煤矿生产安全带来了严重威胁。

综采工作面初采初放期间,瓦斯排放量较大,若不及时有效治理,将会导致瓦斯积聚,增加矿井事故的风险。

研究如何在综采工作面初采初放期间进行瓦斯治理技术的分析,对提高煤矿安全生产水平具有重要意义。

目前,随着煤矿生产技术的不断发展和瓦斯治理技术的逐步成熟,瓦斯治理已成为煤矿安全生产中的重要环节。

通过对综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术的深入研究和分析,可以为煤矿生产过程中的瓦斯治理提供科学依据和技术支持,有效降低事故风险,保障矿工生命财产安全。

本文旨在探讨综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术的现状和问题,分析现有技术的优缺点,探讨瓦斯治理技术的改进与优化方向,并通过案例分析总结经验教训,为煤矿瓦斯治理技术的进一步提升提供参考。

1.2 研究目的研究目的是对综采工作面初采初放期间瓦斯治理技术进行深入分析,探讨其应用现状和存在的问题,为改进和优化瓦斯治理技术提供参考和指导。

通过对现有瓦斯治理技术的优缺点进行对比分析,找出其改进的空间和需求,从而提出改进和优化的方向。

以此为基础,结合实际案例进行详细分析和讨论,总结出最有效的瓦斯治理技术,并对未来的研究和应用提出展望。

通过本研究,旨在为综采工作面初采初放期间的瓦斯治理提供有效的技术支持,提高煤矿生产安全和效率,实现瓦斯治理技术的创新和升级,推动煤矿行业的可持续发展。

2. 正文2.1 瓦斯治理技术概述瓦斯是煤矿生产中常见的有害气体之一,不仅具有易燃、易爆的危险性,还对矿工的健康产生严重影响。

瓦斯治理技术在煤矿生产中显得尤为重要。

瓦斯治理技术可以分为预防性治理和事后治理两大类。

预防性治理主要包括采用液压控制、通风调节、瓦斯抽采等措施,以降低瓦斯浓度达到安全工作条件。

事后治理则是在事故发生后,通过使用瓦斯抽放装置、瓦斯抽采设备等手段,将瓦斯及时排放到安全区域,防止事故的发生。

采煤工作面瓦斯治理方法探究

采煤工作面瓦斯治理方法探究

3 1 采 面 落 山 角 敞 开 式 抽 放 .
落 山 角 敞 开 式 抽 放 就 是 将 抽 放 管 延 伸 至 落 山 角 ,管 口 对准 高 瓦斯 点 , 利 用 抽 放 泵 产 生 的 负 压 ,将 落 山 角 的 瓦 斯 抽 入 管 道 ,排 除 该 工 作 面 的 回风 流 外 ,从 而 降 低 采 面 落 山 角 及 回 风 流 的 瓦 斯 浓 度 ,保 证 采 面 的安 全 生 产 。 通 过 一 段

0 6 ,而 回风 巷 的 瓦斯 15 ~ 18 ,上 隅 角 的 瓦 斯 浓 .% .% .%
产率 曲线
10 0 9 0
' ~
10 0 %时 均 能 产 生 效 益 , 当侏 罗 系 煤 的 配 煤 比 例 小 于 6 % 0 时 ,利 润 下 降 速 度 加 快 , 当侏 罗 系 煤 的 配 煤 比 例 大 于 7 % 0
4 0 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 10 0 0
了侏 罗 系煤 炭 资 源 ,延 长 了 矿 井 的 服 务 年 限 ,同 时 增 加 了 企 业 的 经 济 效 益 ,侏 罗 系 煤 和 石 炭 二 叠 系 煤 配 煤 入 选 是 完 全 可 行 的 ,侏 罗 系煤 的 理 想 配 煤 比例 在 6 % ~7 %之 间 。 O 0
( 任编辑 责 李振 涛 )
石炭 煤所 占比例/ %
图 4 精 煤 产 率 曲线 图
源 于 采 空 区 , 主要 是 随 着 工 作 面 的 推 进 ,采 空 区 上 覆 岩 层 垮 落 ,邻 近 层 以 及 围 岩 、煤 柱 受 采 动 压 力 的 影 响 ,大 量 卸 压 瓦斯 涌 入 采 空 区 ,工 作 面 向采 空 区 的漏 风 将 大 量 的卸 压

火成岩侵蚀条件下采区工作而瓦斯灾害动态治理研究

火成岩侵蚀条件下采区工作而瓦斯灾害动态治理研究
西大巷 为界 , 东到 Ⅲ 4和 Ⅲ 2 Ⅲ 3采 区边 界线 , 到 5 5、 5 西 杨庄矿 与 朱 庄 矿 矿 界 。东 西 长 约 10 m, 北 宽 约 80 南 lO m, lO 面积约 19 k .8 i 。采 区内 3煤层受岩浆侵蚀不 n 可采 , 4煤层 、 5煤层局 部受岩浆侵 蚀不可采 , 4煤层可
盘 卑 苔 . 1I 蓐 藤 鹰 ‘ , t

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1 4采区下部南到杨庄矿与朱庄 矿矿界 , 以三水平 1 1 5 北
工作 面为对象 ,ห้องสมุดไป่ตู้对该 瓦
斯治理采用动 态综合防治技 术 , 明工作 面 内是 否 因火成岩 的分割 、 在探 穿插和侵入 的情况 下 , 对有 瓦斯储 集地段
采 用顺层钻孔和 高位钻场及采空 区埋管抽放 方式进行 防治 , 而对 瓦斯含 量低 的地段 , 则取 消顺层钻 孔抽放 瓦斯 和增大钻 场抽放 的距 离, 以优化其 防治措施 。在 工作面的回采 实践 中, 即保证 了安全 高效 回采 , 又节约 了 瓦斯治理成本 , 同类矿 井的瓦斯 治理 具有 重要借鉴作 用。 对 关键词 : 火成岩 ; 火成岩侵蚀 ; 高位钻 场 ; 态管理 ; 动 瓦斯抽放
杂 , 中含一 层 夹矸 , 层倾 角 4 ~1。煤 种 牌号 煤层 煤 。 0, 为贫煤 。5煤层 厚度 平均 26 煤层 结 构较 简单 , .m, 煤 层倾角 4 一1。煤 种牌 号贫 煤 , 。 0, 煤岩 类 型半 亮 型。4 煤层至 5煤层间距 : 6 平均 lr左右 ( 图 1 。 5~1m, O e 见 ) 地 质构造情况 : 4采区下部从煤 层底 板等 高线 Ⅲ5 走 向形态看 , 为一个 小型褶 曲, 东边 采 区边 界处 为一
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采煤工作面动态瓦斯治理技术研究发表时间:2019-09-21T22:16:05.187Z 来源:《基层建设》2019年第19期作者:康小红[导读] 摘要:随着机械化采煤的高产增效和煤矿开采深度的增加,煤矿的灾害显现也特别明显,煤矿的“六大”灾害之中的瓦斯灾害是治理难度最大的灾害,尤其是工作面回采期间上隅角的瓦斯治理更是重中之重。

新疆呼图壁县煤炭多种经营有限责任公司小甘沟煤矿新疆维吾尔自治区昌吉州 831200摘要:随着机械化采煤的高产增效和煤矿开采深度的增加,煤矿的灾害显现也特别明显,煤矿的“六大”灾害之中的瓦斯灾害是治理难度最大的灾害,尤其是工作面回采期间上隅角的瓦斯治理更是重中之重。

瓦斯治理工作最基本的手段就是实时掌握煤层瓦斯基本参数和瓦斯涌出的规律,只有掌握这些基本数据和规律才可以对煤矿瓦斯进行动态治理,从而保障采煤工作面的安全、高效生产。

关键词:瓦斯治理;技术;安全生产1、工作面动态瓦斯治理理念瓦斯治理工作最基本的手段就是实时掌握煤层瓦斯基本参数和瓦斯涌出的规律,只有掌握这些基本数据和规律才可以对煤矿瓦斯进行动态治理,确保工作面的安全回采。

根据现场测定的瓦斯含量参数,分析工作面沿回采方向的瓦斯赋存状态,结合通风量初步推算出回采过程中的瓦斯涌出规律,计算出工作面推进过程的瓦斯抽采量与风排瓦斯涌出量的关系,实现对工作面瓦斯动态治理。

工作面瓦斯动态治理的技术主要有:顶板走向高位钻孔、顺层钻孔预抽、采空区埋管抽采、其它措施,而工作面动态瓦斯治理的思路就是将这些技术措施进行优化、组合形成多措并举,综合、动态治理的理念。

小甘沟煤矿在11144综采工作面生产实际过程中采取以了“瓦斯抽采为主,以平衡风量和改变工作面伪斜角为辅”的综合瓦斯治理措施,其中瓦斯抽采优先选用了顶板走向高位钻孔抽采,辅助采空区埋管抽采措施,对瓦斯(特别是上隅角瓦斯)实施综合、动态治理,从而保障工作面的安全、高效生产。

下面就以上措施加以浅析。

2、顶板走向高位钻孔抽采技术顶板走向高位长钻孔抽采瓦斯是在工作面回风巷沿走向在煤层顶板往采空区上方施工钻孔,抽采采空区裂隙带或冒落空间内积存的高浓度瓦斯,这种抽采方法主要目的是通过切断上邻近层瓦斯涌向工作面的通道,同时对采空区下部的瓦斯起到引流作用,减少采空区瓦斯向工作面的涌入。

邻近层、采空区浮煤和煤柱等都要向采空区涌出大量瓦斯,这些瓦斯向回采工作面扩散或被风流带出,往往造成采面、尤其是上隅角瓦斯超限。

根据矿压理论和模拟试验发现,采空区随着顶板的冒落,中部逐渐被压实,而围绕中部的环形带透气性能较好,且为采空区瓦斯聚集区。

如果将钻孔布置在该环形带内,瓦斯抽采量提高,且衰减速度较慢,这即所谓的“O 型圈”理论。

工作面顶板走向钻孔抽采是工作面采空区抽采行之有效的方法。

在进行顶板走向高位钻孔设计的过程主要参考相关标准计算顶板三带范围,首先分析工作面的冒落带和裂隙带高度,从而布置顶板走向钻孔,之后根据抽采效果进行参数的调整。

(如图1)图1 顶板走向高位抽采钻孔布置2.1裂隙带分析工作面裂隙带和冒落带高度,按照三下作业规程,冒落带及裂隙带高度经验为:(1)(2)式中,h1为冒落带高度,m;h2为裂隙带高度,m;Σm为煤层累计开采厚度根据上述公式小甘沟煤矿11144工作面,煤层厚度平均为9m,冒落带高度为12.28m~16.88m,裂隙带高度为44.40~55.60m。

冒落高度取计算的均值为14.48m,裂隙带取计算均值为50.0m。

2.2压茬长度确定由于冒落带的存在,高位钻孔抽采有一定的有效抽采范围,当岩石的垮落随采面的推进而推进到距这个钻场一定距离时,钻孔就会失去抽采作用。

受钻孔角度和采空区顶板冒落形态的影响,钻场间存在抽采盲区。

为了保证瓦斯抽采的连续性,在钻场与钻场之间就存在钻孔的压茬。

虽然抽采钻孔的终孔位置处于顶板破断面以内,即终孔位置处于煤壁支撑影响区内,由于工作面支承压力的作用,支承压力的极限平衡区内岩层处于塑性状态,其微裂隙较为发育,钻孔能抽出高浓度的瓦斯,但此时不利于充分抽采采空区冒落岩层内积聚的瓦斯,不能有效解决工作面上隅角瓦斯问题。

因此,瓦斯抽采钻场间钻孔的压茬设计应考虑顶板破断角和钻孔终孔位置至顶板破断面距离的影响。

以往研究表明:钻场间钻孔的最小压茬长度确定方法如图2所示。

图中a 表示本钻场的抽采盲区长度(按照经验取5m),b 表示钻孔的压茬长度,h 为表示钻孔终孔距离煤层顶板的高度,α为垮落角。

要保证前一钻场报废时,下一钻场的钻孔进入顶板的裂隙区域内才能抽出瓦斯。

图2 钻孔最小压茬长度确定2.3顶板钻孔在工作面倾向的控制范围顶板钻孔在工作面倾向的控制范围根据采动裂隙的“O 型圈”理论,顶板钻孔在倾向上的有效控制范围与风巷的距离最大值一般为工作面长度的1/3,因此钻孔的终孔位置与风巷的平距需小于33m。

而另一方面工作面的顶板在倾向方向上也存在垮落角β,近似取其与工作面走向顶板的跨落脚一致,考虑到煤层的倾角和厚度1#钻孔(与风巷平距最小)与风巷的平距c的确定方法如图3所示。

计算公式(3)。

(3)图3 1#钻孔与风巷平均距离的确定由于钻孔施工考虑在煤层顶板中布置钻场,因此上述公式中d=0值,按照钻孔控制高度40m设计时,平距值计算为24.1m,按照钻孔控制高度为20m设计时,其平距计算为11.90m,是依据工作面煤层走向两侧为实体煤时顶板的侧向垮落角确定的,沿工作面倾向因巷道上方覆岩裂隙的存在,实际顶板的倾向垮落角要大56°。

小甘沟煤矿11144综采工作面沿回风巷走向每隔80m沿煤层顶板布置一个钻场。

第一个钻场内布置10个钻孔,分两排呈扇形布置,后续根据实际抽采效果钻孔角度和长度做了适当的调整。

各个矿井由于煤层的赋存条件及瓦斯涌出量的不同可做相应的调整。

3、采空区埋管抽采技术回采工作面后方为半封闭采空区,采用埋管的方法抽采瓦斯。

在工作面回风巷沿巷道底部铺设一趟瓦斯抽采管道,在距工作面切眼40m左右处设一弯管将抽采管道抬高至巷道顶部,并在巷道顶部分叉,分为2趟钢管,2趟抽采管道的管口依次相距10~15m,用筛网对抽采管口进行保护,设沙袋墙对抽采管道进行保护,以此形成埋管口。

在分叉处对2趟钢管分别安装一个阀门,并在分叉处的前段安装一个总阀门,在工作面推进过程中,将1、2号抽采管道的埋管口保留在工作面的采空区的深度依次为10m、15m 处,通过抽采系统对采空区瓦斯进行抽采,当工作面推进至2号抽采管道管口附近时,关闭1号管道的阀门,并在上隅角袋子墙处卸掉1号管道。

在采空区内的管子,亦即2、1号抽采管道的埋管口保留在工作面的采空区的深度依次为10m、15m,用于下一循环抽采,依次类推,以此达到利用埋管不断抽采采空区及上隅角瓦斯的目的。

现场可根据实际抽采情况再确定最佳的循环间距。

(如图4)图4 采空区埋管和插管联合布置方式依据上述采空区埋管抽采方式,主要对合理参数进行考察,主要是埋管深度、抽采负压调节进行试验,第一步在确定埋管深度一定(建议15m为宜)先选取抽采负压 3kPa、5kPa、6kPa、7kPa、8kPa、9kPa、10kPa,统计抽采效果和观测上隅角瓦斯浓度分布,获得合理的抽采负压;如果采取调节负压不能解决上隅角瓦斯超限时,那么采取第二步实施,即确定最优的抽采负压下,埋管深度分别采用埋9m、12m、15m、18m、21m、24m,同样统计分析抽采量及工作面上隅角瓦斯浓度分布。

在进行采空区埋管抽采试验及抽采过程中加强对自然发火标志性气体的监测,如CO和 C2H4气体的检测。

4、工作面瓦斯平衡和风量平衡治理瓦斯技术在生产实际过程中,限制生产能力和调整工作面风量也可改变工作面回采过程中回风及上隅角瓦斯浓度。

增加风量降低瓦斯浓度的措施理论上可行,而根据众多的研究和现场实践表明,工作面风量过大,工作面漏风将会把采空区的高浓度瓦斯带出至工作面,从而影响工作面安全生产。

另外,为了保障工作面安全生产,降低工作面生产能力,会造成矿井人力、物力的浪费,不利矿井生产效率的提高。

因此,利用瓦斯平衡方程、风量平衡方程,计算每个单元的采空区漏风量、采空区瓦斯涌出量、煤壁及采落煤炭的瓦斯涌出量。

使瓦斯涌出和风量大小达到一个相对的平衡,从而降低工作面尤其是上隅角瓦斯的积聚。

小甘煤矿11144综采工作面根据瓦斯平衡方程、风量平衡方程计算,工作面配风量运输巷配风830m3/min,中间措施巷配风180m3/min,总风量1010m3/min即为一个合理的平衡风量,不同矿井计算结果不同。

(如图5)图5 瓦斯平衡和风量平衡的计算示意图 5、调整工作面伪斜治理瓦斯技术采煤工作面伪斜回采管理是综采技术管理的关键,伪斜调整不当,不仅会使刮板运输及上窜下滑,造成上下出口难以管理,而且容易导致支架歪架、倒架,造成通风不良,瓦斯积聚。

通常情况在工作面回采过程中一般采用仰伪斜回采,也称之正伪斜回采,即工作面下顺槽超前于上顺槽,工作面形成一个正的伪斜角,伪斜的角度要根据煤层的倾角进行计算得出结果,煤层倾角不同伪斜角也随之改变,如果采取正伪斜回采方式不能消除工作面及上隅角瓦斯的问题时,可以采用将工作面调整为俯伪斜开采方式也称之为反伪斜回采,即工作面回风巷超前于工作面运输巷,工作面形成一个反的伪斜角,伪斜的角度要根据煤层的倾角进行计算得出结果,煤层倾角不同伪斜角也随之改变,以往采用正伪斜布置,上隅角滞后于下隅角,上隅角容易形成一个微分三角区域,而瓦斯通常容易积聚于上隅角,不利于瓦斯的排放。

工作面采用反伪斜布置方式回采,使得工作面上隅角超前于下隅角,规避了微风三角区域,同时改善了上隅角的通风情况,减少了瓦斯的积聚空间,使得瓦斯通过工作面风流稀释,降低了上隅角的瓦斯浓度。

小甘沟煤矿采用反伪斜布置回采方式,有效解决了工作面上隅角瓦斯积聚浓度居高不下的难题。

(如图6)化情况可以明显看出。

图7。

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