探索采煤工作面高位孔瓦斯抽放参数
涡北煤矿综采放顶煤工作面高位长钻孔瓦斯抽采参数的优化
１ 工 作 面概 况
８０ 工 作 面 位 于 一 水 平 一 采 区 上 段 ， 向 长 １１ 走 １ ９ 倾 斜长 １３７ 埋 深 ４５ ８ ｌ 部残 ０ｍ， ２ １．６ｍ， ７ ～５５ｎ。上
留边角块段暂 未 采掘 ， 为 ８０ 下 １２工作 面正 在收 作 ， 左
邻 断层 ， 右距采 区边 界约 ２０ｍ １ 。
维普资讯
Байду номын сангаас
２０ 年 ｌ ０８ Ｏ月
矿 业 安 全 与 环 保
第 ３ 卷第 ５ ５ 期
涡北煤矿综采放顶煤工作面高位长钻孔 瓦斯抽采参数 的优化
孙 贤斌
（ 北 矿 业 集 团公 司 涡 北 煤 矿 ， 徽 淮 北 ２３０ ） 淮 安 ３６０
摘 要 ： 为进 一步提高 瓦斯 抽 放 率 ， 保 矿 井 安 全 生产 ， 用 了 Ｒ Ｐ 软 件模 拟 煤 层 顶 板 垮 落规 确 采 Ｆ Ａ” 律， 通过 研 究 ８０ １１综采 放顶煤 工作 面采 空 区顶 板垮 落带 、 断裂 带 、 离层 带高度 以及 老顶 来 压 步距 和垮 落 角等 ， 对高位 长钻 孔抽 采参 数进 行 了优 化 ， 瓦斯抽采 设 计提供 了基础数 据 。 为 关键 词 ： Ｆ Ａ 。 Ｒ Ｐ ２软件 ； 层顶板 ； 落规律 ； 位长 钻孔 ； 采参 数 ； 煤 垮 高 抽 瓦斯 治理
工作 面绝对 瓦 斯 涌 出量 为 ６ ２ ３ｒｎ 相 对 瓦 ．２ｍ ／ ｉ， ａ 斯涌 出量 为 ３ Ｏ ３ｔ ．０ｍ ／ 。煤 尘 具有 爆 炸 危 险性 ， 回 所 采 的 煤 具 有 自燃 倾 向， 作 面 地 温 为 ２ ． 工 ９４
３ ． ｏ 地压 显现 明显 。 ２ ３ Ｃ，
中图分类 号 ： Ｄ １ ． Ｔ ７２ ６ 文献标 识码 ： Ｃ 文章 编号 ：０ ８— ４ ５ ２ ０ ｝５ （Ｏ一０ １０ ４ ９ （０ ８０ —０６ ３ ４
天池矿401工作面瓦斯钻孔抽放参数
（ 1 ． School of Energy Resources，Xi＇an University of Science and Techology，Xi＇an 710054 ，China； 2 ． Shanxi Heshun Tianchi Energy Limited Liability Company，Heshun 032705 ，China） Abstract： ： Coal seam gas drainage is the most fundamental and most effective measure to solve the problem of coal mine gas． In order to find the reasonable drilling drainage parameters，the fluent fluid dynamics simulation software is applied to analyze drill drainage radius and drainage volume under the different drainage negative pressure，borehole diameter，drainage time and sealing depth． The influence laws of various factors on coal seam gas drainage effect were obtained． Combined with the measured data of Tianchi 401 working face，the 15th coal seam gas drilling drainage parameters of the mine was obtained． Key words： coal seam gas； borehole gas drainage； numerical simulation； drainage negative pressure； borehole diameter； drainage time； sealing depth
复杂地质条件下回采工作面高位钻孔瓦斯抽放
第３ 卷第 ３ ３ 期
・
煤 矿 安 全
２０ 年３ ０２ 月
瓦 斯 防 治 技 术 ・
文章编 号 ：１０ —４ ６ ２０ ）３ ０８—０ ０ ３ ９ Ｘ（０ ２０ —０２ ２
复 杂 地质 条件 下 回采工 作 面 高位 钻 孔 瓦斯 抽 放
必须控制在 １０ｍ 以内， ０ 所以钻场距工作面理想
长度 约为 ５ ～７ ０ ０ｍ。
（） ３抽放钻孔与接续钻孔 的压茬关系。当钻
孔底 处于 一定高 度再加 上封 孔长 度 ５ 工 作 ～６ｍ，
面距钻场 ５ ８ｍ时 ， － 该钻场就不能有效抽放瓦 斯， 在钻场距工作 面５ ～８ ｍ时钻孔就应该改用下 个后续钻场抽放。由于后续钻场的钻孔必须深 入工 作面 内 ２ －２ 所 以后 续 钻孔 与 工作 钻孔 ０ ５ｍ，
一
压茬 关系应 控 制在 ３ －３ 因此钻 场与 钻 场问 ０ ５ｍ，
距应保持在 ５ ～６ 钻孔施工 ８ －９ Ｉ ０ ０ｍ， ５ ５Ｉ Ｔ 。详见
图 １ 。
”
（） ３抽放管与瓦斯抽放量及效率 比较见表 ３ 。
裹 ３ 抽放管与瓦斯抽放■及抽放效率 比较表
４ 结
论
（） １在复杂地质条件下 ， 回采工作面实拖高位 钻孔抽放 。 只要参数选择合理 ， 仍然可以实现比较 好的抽放效果 ， 最高抽故瓦斯浓 度述 ９ ％， ０ 效率
－
１０ ５ ｍ。工作面构造复杂 ， 断层发育 ， ． 以上 ２ ５ｍ 落差的断层平均每百米发育 ５ 条 ， ～６ 煤层起伏变 化较大， 倾角最大 ２ 。最小 ６ ， ６， 。 平均 １‘ ５。煤厚最 大 ３５ｍ， ． 最小 ０６ｍ， ． 平均 ２ ６ｍ。 ． 该工 作面 于 ２０ ０ １年 １月 ２ 日投 产， 风 ０ 配
综采工作面瓦斯抽放钻孔布置方案及措施
综采工作面瓦斯抽放钻孔布置方案及措施一、1014综采工作面概述1、1014综采工作面+1706m东翼回风顺槽长2846m，+1653m东翼运输顺槽长2754m，工作面倾斜长度177m，煤层倾角8°-12°，采用综采一次采全高采煤法，全部垮落法管理顶板。
目前已回采511.6m。
2、1014综采工作面瓦斯情况根据1014综采工作面2017.5.1~2017.7.5瓦斯监控报表及测风记录计算，在此期间1014综采工作面风排瓦斯量为0~4.98m3/min，平均风排瓦斯量为0.72m3/min。
1014综采工作面2017.5.1~2017.7.5回风巷平均瓦斯浓度变化情况见图1，上隅角瓦斯最大浓度变化情况图2，上端头回风最大瓦斯浓度变化情况图3，风排瓦斯量变化情况见图4，产量变化情况见图5。
图1 1014综采工作面2017.5.1~7.5回风巷平均瓦斯浓度量变化情况图2 1014综采工作面2017.5.1~7.5上隅角最大瓦斯浓度量变化情况图3 1014综采工作面2017.5.1~7.5上端头回风最大瓦斯浓度量变化情况图4 1014综采工作面2017.5.1~7.5风排瓦斯量变化情况图5 1014综采工作面2017.5.1~7.5日产量变化情况3、瓦斯超限情况2017年5月回采过程中上隅角瓦斯浓度逐渐升高，6月期间，上隅角瓦斯浓度持续超限。
6月12日老顶压力积压采空区瓦斯大量涌出，造成上隅角和上端头回风巷瓦斯超限，上隅角最高为3.1%。
4、瓦斯来源分析依据1014工作面瓦斯涌出量预测结果，采空区丢煤及邻近层瓦斯涌出是采空区积聚瓦斯的主要来源，其中采空区丢煤占63%。
采空区积聚的大量高浓度瓦斯因瓦斯密度小，沿倾斜向上运移，使部分瓦斯容易聚集在上隅角附近，形成高瓦斯区。
上隅角又是采空区漏风的出口，漏风将采空区高浓度瓦斯带到上隅角，因上隅角存在涡流区，瓦斯难于被风流冲淡排出造成上隅角超限。
高位钻孔采空区瓦斯抽采技术的应用及分析
２ 矿 井及 煤 层 赋 存 条 件 概 况
小青 井 田位 于铁 法 煤 田的 中东 部 ， 田面 积 为 井
３ ． ９ ｋ 。１ ７ 年 ５月 １日开工建 设 ，９ ４年 ｌ ５ １ ０ ｍ。 ９ ５ １８ ２
第２ 期
铁
法
科
技
２０ 年１ 月 ０８ ２
糕
高位钻孔采空区瓦斯抽采技术的应用及分析
小 青 矿 阚 占和 佟 军
摘 要 瓦斯抽 采是 防治瓦斯 最根本 的手段 ， 实现煤 矿 安全 生产 的重要保 证 。本 文 通过 分 析 小 青矿 是
各个 采 面 的地 质条 件 、 开采 强度 ， 以及 瓦斯 抽采 的钻 孔参 数 和抽 采效 果 等有 关 数据 ， 据 采场 覆 岩 移 动 规律 根
３ 顶 板 斜 交钻 孔抽 采技 术
３ １ 钻场 及钻 孔 参数 布置 ．
小 青煤 矿 采煤 工作 面均 采用 Ｕ 型 通 风 方式 ， 根
据 工作 面 瓦斯 运移 的规 律 以及 采 场 覆 岩 移 动 规律 ，
月１ ５日投 产 。２ ０ ０ ４年 核 定 小青 煤 矿 生 产 能 力 ２ ３ ５ 万 ｔ年 ，０ ６年实 际 生产能 力 ２ １ ｔ ／ ２０ ５万 。
部 为 粗砂 岩 ， 层理 明显 ， 度为 ４ ０ ＂ １ ． Ｏ 平 均 厚 ． ０－ ０ Ｏ ｍ， ￣
区。煤层 开采 后 ， 覆岩 的裂 隙及 离层 的分 布状态 ， 将
对瓦 斯 的流动 产生 重 大 影 响 ， 层裂 隙 既是 瓦 斯 积 离 聚 的空 间 ， 也是 瓦斯 流 动的通 道 。
小青矿 采 用 竖井 、 两水 平 、 中运 输 大 巷 、 区 集 采
高位钻孔设计
瓦斯抽放钻孔施工设计为加强对W908工作面的瓦斯治理，防止工作面在回采时瓦斯超限，经研究决定从W908材料巷原移动救生舱硐室开始，往工作面方向顶板处施工瓦斯抽放孔。
为确保施工期间的安全，特编制本设计。
一、概况及技术参数的确定高位钻孔瓦斯抽放是沿着工作面回风顺槽,利用专用钻机斜向预采煤体顶板钻孔, 在采空区顶板裂隙带层位上布置钻孔, 抽放采空区冒落带及裂隙带内的瓦斯, 进而改变采空区流场分布。
它的作用是, 解决采空区上隅角一带瓦斯积聚和回风流瓦斯超限问题。
1、瓦斯抽放参数高位钻孔瓦斯抽放又称顶板裂隙带抽放。
回采工作面周围的采动压力场, 在垂直方向上形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带, 在水平方向上形成煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区。
在这个采动压力场中形成的裂隙区间, 便成为瓦斯流动的通道。
采空区内的瓦斯由于受瓦斯浮力和通风总负压的作用, 主要分布在顶板裂隙带内且靠近采面回风侧。
高位钻孔的抽放负压, 加速了裂隙带内瓦斯的流动, 从而使高位钻孔能够抽出高浓度的瓦斯。
1. 1 钻孔有效高度范围及钻场高度根据采空区顶板岩层移动“三带”理论和采空区内瓦斯运移规律, 有效的钻孔高度Hz 应位于裂隙带范围, 故应满足:H m <H z <H l, (1)式中: H m——冒落带的高度, m;H l——裂隙带的高度, m。
冒落带高度为H m = , (2)式中: M ——采高, m;k——冒落岩石的平均碎胀系数;a——煤层倾角, ( °)。
裂隙带高度一般采用经验公式:H l=。
(3)式中a、b、c均为待定常数, 可根据煤矿设计规范确定, 见表1。
将式( 2)、( 3)代入式( 1), 得到钻孔有效高度:H m = < H z < H l =。
考虑到钻孔的有效利用, 钻孔底应布置在冒落带上部或裂隙带下部。
W908工作面采用走向长壁后退式开采, 工作面长度为160m。
在回采过程中, 工作面因瓦斯超限而严重制约着生产能力的正常发挥,为消除瓦斯超限的影响,依据以上理论与方法采用高位钻孔技术进行瓦斯抽放。
高位钻孔瓦斯抽放参数优化及应用
（ ． ｚｏ ｏａ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙＤｅｅ ｐ ｎ ｏ Ｌｄ Ｘｕｈ ｕ ２ １ ０ Ｃ ｉａ １ Ｘｕｈ ｕＢ ｎＳ ｉｎｅａ ｄ Ｔｃ ｎ ｌｇ ｖｌ ｍｅ ｔＣ ．，ｔ．， ｚ ｏ ２ ０ ８， ｈｎ ； ｏ
２ Ｆ ｃｌ ａｅ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｃ ｉａＵ ｉ ｒｔ ｏ Ｍｉ ｎ ｎ ｅ ｎｌ ｙ Ｘ ｚｏ ２ １１ ，ｈｎ ） ． ａｕｔ ｏ ｆｔ Ｅ ｇｎｅｉ ，ｈｎ ｎｖ ｓｙｆ ｎ ｇａｄＴｃ ｏｏ ， ｕｈｕ ２ １６ Ｃ ｉａ ｙ ｆＳ ｙ ｎ ｅｉ ｉ ｈ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｋｎ ２ ０ ｒｉｇｆｃ ｓｒｓ ａｃ ｂｅ ｔｎＰ ｉｏ ｏ ｌ ｎ ｎＺ ｅ ｇｈ ｕ Ｃ ａ ｏ ｐＣ ｍｐ ｎ ，ｉ ｎ ｔｈ ｒｂｅ ｓｒ ｃ ： ａ ｉｇ３ ０ ３ｗｏｋｎ ａ ｅａ ｅ ｅｒｈｏ ｊｃ ｅｇ ｕ Ｃ ａ Ｍｉｅｉ ｈ ｎ ｚ ｏ ｏ ｌ ｕ ｏ ａ ｙ ａｍｉｇａ ｅｐ ｏ ｌｍ ｉ Ｇｒ ｔ
摘 要： 以郑 煤 集 团裴 沟矿 ３０ ３工 作 面 为 研 究对 象 ， 对 工 作 面 上 隅 角 瓦 斯 超 限 问题 ， 用 了采 空 区高 位 钻 ２０ 针 应 孔 抽 放 技 术 。 分 析 了高 位钻 孔抽 放 的 原理 ， 理 论 分 析 和 现 场 试 验 相 结 合 的 基 础 上 ， 行 了抽 放 方 法 的参 数 在 进 优 化 。现 场试 验分 析表 明 ： 裴 沟 矿 缓 倾 斜 煤 层 中 ， 位 钻 孔 布 置 在 煤 层 底 板 以上 ６５倍 煤 厚 的 高 度 上 最 为 在 高 ．
ｓ ｆｔ ｅ ｅ ｆｃ ａ ｎ ｓｐｒ ａｅｙ ｌｖ ｌｏ ｏ ｌｍｉｅ ｗａ ｏｍｏｅ ｔ ｄ．
Ｋ ｅ ｗｏｒ ｓ： ａ ｒ ｉ ｇ ｈ ｇ －ｅ ｅ ｒｌｈｏｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｐ ｉ ｉａ ｉｎ ｙ ｄ ｇ ｓ ｄ ａｎａ ｅ； ｉ ｈ ｌｖ ｌｄ ｉｌ ｌｓ； ａ ａ ｔｒｏ ｔｍ ｚ ｔｏ
矿井瓦斯抽放系统标准介绍
矿井瓦斯抽放系统标准1建立瓦斯抽放系统的标准1.1凡有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久瓦斯抽放系统或井下临时瓦斯抽放系统：1.1.1 一个采煤工作面瓦斯涌出量大于5m 3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m 3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。
1.1.2矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的；—大于或等于40m3/ min ；—年产量1.0〜1.5Mt的矿井，大于30 m 3/ min ；—年产量0.6〜1.0Mt的矿井，大于25 m 3/ min ;—年产量0.4〜0.6Mt的矿井，大于20 m 3/ min ;—年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15 m 3/min。
1.1.3开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
1.2凡符合1.1条件，并同时具备下列两个条件的矿井，应建立地面永久抽放系统：—瓦斯抽放系统的抽放量可稳定在 2 m 3/min以上；—瓦斯资源可靠，储量丰富，预计瓦斯抽放服务年限在5年以上。
1.3新建瓦斯抽放系统的矿井，必须具有相关资质的专业机构进行可行性论证，由企业技术负责人组织瓦斯抽放工程设计。
1.4新建或改扩建扩建，根据地质报告提供的瓦斯资源或参照临近扩建参数而达到第1.1条条件时，必须将瓦斯抽放工程纳入矿井设计中，但设计所依据的瓦斯参数必须经具有相关资质的专业机构进行可行性论证。
2瓦斯抽放工程设计标准2.1瓦斯抽放工程设计内容—矿井概况：煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及通风状况；—瓦斯基础数据：瓦斯等级鉴定、矿井瓦斯涌出量、煤层瓦斯压力、含量、矿井瓦斯涌出量及可抽量、煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及其衰减系数；—抽放方法：钻孔（巷道）布置与抽放工艺参数；—抽放设备：抽放泵、管路系统、监测及安全装置；—泵站建筑：泵房、供电系统、电控设备、供水系统及软化水装置、采暖、避雷系统；—瓦斯利用：利用方式和利用量、资金概算；—设计文件：设计说明书、设备与器材清册、资金概算、相关图纸。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
探索采煤工作面高位孔瓦斯抽放参数
发表时间：2018-08-13T15:00:26.560Z 来源：《建筑细部》2018年1月中作者：李剑[导读] 本文通过在开滦集团范各庄矿3X73N采煤工作面进行的高位孔实验探索及相关高位孔参数设定、以及抽放数据的对比。
开滦股份范各庄矿业分公司 063108 摘要：本文通过在开滦集团范各庄矿3X73N采煤工作面进行的高位孔实验探索及相关高位孔参数设定、以及抽放数据的对比，利用相关的理论及计算公式验证高位钻孔的参数设定及现场使用情况的总结，对于以后相关区域的同一煤层（7煤层）的采煤工作面提供理论依据。
关键词：瓦斯抽放钻孔参数布置
前言
矿井瓦斯抽放主要目的在于解决正常矿井通风不能有效的稀释瓦斯的问题，对于矿井局部瓦斯涌出异常地点，可以采用移动瓦斯抽放泵进行瓦斯抽放工作，尤其是采煤工作面，由于采煤工作面是矿井瓦斯涌出的最主要地点，矿井中产生的瓦斯大部分由采煤工作面产生，而对于低瓦斯矿井而言，井下只有很少的采煤工作面瓦斯涌出异常，而采用移动瓦斯抽放泵及高位孔，进行瓦斯抽放是一种有效、便捷的手段。
一、瓦斯抽放
当井下局部地点积聚瓦斯涌出量较大时，可采用移动式瓦斯抽放泵对该地点进行瓦斯抽放。
抽出的瓦斯进入总回风巷中，排到地面，达到降低该地点煤层和围岩瓦斯含量的目的。
高位孔瓦斯抽放是实际生产过程中，常用的一种瓦斯抽放方法，在回采过程中不影响正常的生产工作，同时，有效降低采煤工作面回风隅角及回风道的瓦斯浓度。
二、高位钻孔参数确定：
（一）3X73N采煤工作面概况：工作面走向长度：873m；
工作面倾斜长度：196.7m；煤层厚度：平均3.52m；
煤层倾角：15°；可采诸量：882558吨；
煤体硬度系数：0.8～1.2；
容重：1.38t/m3；回采率：95%。
本工作面煤层厚度较稳定，变化不大，煤层最厚4.2米，最薄1.9米，平均厚度3.52米，工作面内煤层倾角变化较大，最大20°，最小11°，平均倾角15°。
（二）裂隙带计算：
高位孔瓦斯抽放又称为定板裂隙带抽放，采煤工作面的采动压力场，在垂直方向上形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，在水平方向形成煤壁支撑影响区、高层区和重新压实区。
在这个采动压力场中形成的裂隙区间，便称为瓦斯流动的通道，采空区瓦斯由于受瓦斯浮力和通风总负压的作用，主要分布在顶板裂隙带内且靠近采面回风侧，高位孔采用负压抽放，加速了裂隙带内的瓦斯流动，从而使高位钻孔能够抽出高体积分数的瓦斯。