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高瓦斯综采工作面瓦斯治理技术的应用

时间:2022-05-11 13:35:04 浏览次数:

zoޛ)j首工作面,利用上隅角范围内采空区瓦斯抽采措施、动压顶板裂隙带瓦斯抽采措施、上隅角埋管抽采措施和动压区顺层钻孔预抽措施,以及加强工作面工序管理、通风管理等措施,在瓦斯治理技术上取得了良好的效果。

关键词:瓦斯治理;走向;倾向钻孔抽采;通风管理

0 引言

郑州煤电股份有限公司超化煤矿位于河南省新密市超化镇申沟村境内,隶属于郑州煤炭工业(集团)有限责任公司。超化井田位于新密向斜南翼,整体上呈一单斜构造形态,区内构造以近东西向正断层为主,伴有逆断层及宽缓褶曲,井田面积10.058km2,主采煤层为二叠系山西组二1煤,煤层平均厚度7m,倾角7°~30°。突出区域地质构造较复杂,瓦斯含量高,2005年被鉴定为煤与瓦斯突出矿井。31021综采工作面采用U型通风方式,属于突出危险区,担任矿井主要生产任务,开采强度较大,推进度较快,且煤层厚是造成瓦斯较高的主要原因,以上原因一直是制约矿井高效高产的难点。因此,为确保矿井安全生产,工作面采用了多项瓦斯防治措施,并取得了良好的效果。

1 31021综采工作面基本情况

工作面采用走向长壁后退式开采方法;回采工艺为综采放顶煤工艺;煤厚2.5~10.5m,平均煤厚6m。煤层倾角17°~28°;直接顶板为复合顶板,直接底板为泥岩及炭质泥岩。两巷及采区主要进回风巷支护形式为U型钢支护、平均断面为10.5m2。实际配风量1900m3/min

2 高瓦斯综采工作面瓦斯治理措施

2.1 采取上隅角范围内采空区高位走向钻孔抽采瓦斯措施

利用上副巷注浆钻场(30m至50m一组),沿煤层走向施工顶板高位钻孔,每组设计施工3~4个,钻孔控制上切口至以下30m,控制顶板8~15m,沿走向控制采空区5~10m范围,钻孔布置示意图如图1所示。

管理要求:①钻孔布局及参数根据工作面回采条件和煤层瓦斯赋存条件设计;②钻孔施工必须按照设计要求施工;③所有高位钻孔采用4寸埋线管连接,采用90mm双抗管封孔,其中,护孔采用花管,护孔深度不低于45m或设计深度,封孔采用两堵一注封孔工艺,封孔深度为15m。

2.2 采取动压顶板裂隙带倾向钻孔抽采瓦斯措施

利用上副巷注浆钻场或在巷帮内沿煤层走向每30~40m施工一组倾向顶板高位钻孔,每组设计施工3个,钻孔控制顶板沿倾向90m,高度为15~25m,钻孔布置示意图见图1所示。

管理要求:每班采煤工作面瓦检工负责根据瓦斯浓度高低情况适当控制抽采量(控制阀门开启程度,在瓦斯浓度低于1%的情况下,严禁全负压抽采上隅角瓦斯)。

2.3 采取工作面动压区顺层钻孔预抽措施

利用工作面巷帮顺层钻孔抽放动压区煤层瓦斯,如钻孔损坏,根据要求增补动压区抽采钻孔。

2.4 采取上隅角埋管抽采措施

为减少工作面上隅角瓦斯涌出,利用31021上副巷抽放管路,采用4寸埋线管连接,利用90mm双抗管(打孔)掩埋在上隅角内,采用煤袋封堵,抽采负压控制在13kPa以内。上隅角抽采管路安设控制阀门,根据上隅角瓦斯浓度高低,可适当控制抽放量,保证抽放管路负压。

2.5 采煤工作面通风管理措施。

工作面生产期间加强工作面生产工艺管理,采煤、拉架、放煤工序分开进行,放煤时采用单口多轮次小流量放煤,并及时回收工作面上尾巷,每3m用煤袋封堵一次,保证垛严、垛实。同时,加强监测工作面瓦斯变化情况,若发现瓦斯浓度超过0.5%或变化量超过0.3%时,要及时采取措施处理。合理调配工作面风量,加强工作面通风设施检查。

3 主要结论

3.1 通过采煤工作面走向、倾向高位钻孔和上隅角埋管抽放瓦斯治理措施的应用,工作面上副巷的顺层钻孔瓦斯抽放浓度日平均12.40%,纯瓦斯量达到2.61m3/min,日抽放量达到3759m3/d;上副巷高位钻孔瓦斯浓度日平均9.80%,纯瓦斯量达到5.30m3/min,日抽放量达到7630m3/d,有效降低了工作面回风流瓦斯浓度。

3.2 通过综合通风管理措施应用,合理调配工作面采煤工序,采煤、拉架、放煤工序,禁止多程序多工序同时作业。同时要求使用煤袋封堵上下隅角,减少隅角涡流区的瓦斯积聚,通过煤袋封闭、封堵增加隅角抽放效果,使隅角瓦斯得到较好的控制,隅角瓦斯浓度由原来的0.6%~1%降到0.6%以下,很好地解决了工作面隅角容易积聚瓦斯的难题,保证了工作面的安全生产。

作者简介:郑向辉,1986,汉族,山西长治人,助理工程师,从事煤矿通风管理工作。

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