高突煤层综放工作面瓦斯抽放技术

高突煤层综放工作面瓦斯抽放技术高突煤层综放工作面瓦斯抽放技术 淮南矿业集团谢桥矿位于淮南潘谢矿区西翼 是一座设计年产 400 万 t 的特大型现代化矿井 于 1997 年 5 月投产 为建设高 产高效矿井 矿井正在进行按 600 万 t a 以上能力进行改造 矿井可采煤层 11 层 平均煤厚 24 61m 煤层倾角一般为 8 15 井田构造简单 断层为高瓦斯突出煤层 采用综采放顶 煤一次采且高回采工艺 高位顶板走向钻孔治理瓦斯 但随着 开采强度加大 开采深度的延深 瓦斯含量和瓦斯涌出量明显 增大 开采深度的延深 瓦斯含量和瓦斯涌出量明显增大 特 别是目前推广使用锚网支护 单采用高位顶板走向钻孔抽放瓦 斯效果不明显 瓦斯超限是制约综放效能发挥的首要问题 针 对这一问题我们在 1151 3 综放工作面采用顶板高抽巷 低 层位顶板钻孔 抽放 合理配风 埋管抽放 顺层钻孔抽放等 综合治理瓦斯超限问题 1 工作面概况 1151 3 工作面为东一 c 组采区东翼五阶段 且为东一 c 组采 区下山开代的第一个工作面 上下顺槽均采用锚网支护 回风 顺槽煤层底板标高 588m 602 8m 运输顺槽煤层底板标高为 636 5m 662 0m 工作面西起东一 c 组采区下车场 东至 1151 3 切眼联巷 工作面北边倾向长 231 8m 计划日产量 5000t 左右 工作面配风 2000m3 min 该面煤层稳定 沿顺槽 方向煤层走向变化较大 倾向 180 200 平均倾角 12 8 平 均煤厚 5 4m 2 瓦斯来源分析 2 1 初放期间 工作面在回采推进 7m 后 瓦斯涌出量呈突然增大趋势 绝对 量达 35m3 min 工作面及回风瓦斯经常超限 工作面瓦斯浓度 最大达 2 0 回风瓦斯浓度晨大在 1 7 使工作面无法正常推 进 究其主要原因如下 1 13 1 煤层瓦斯含量大 根据重庆煤科分院提供报告 1151 3 区段煤层瓦斯含量达 7 9m3 t 工作面煤机割煤时 行进速度快 截深达 800 mm 落煤量大 造成落煤及工作面新 暴露煤壁瓦斯涌出量大 2 自回采始至推进 30m 以内为初次放顶期间 采高为 2 4m 不放顶煤 回采率只有 45 左右 大量顶煤遗落采空区 受初采矿压影响 煤顶 直接顶离层带积聚大量瓦斯 煤顶 直接顶受压垮落致使大量积存瓦斯集中涌向工作面 2 2 初放之后 1151 3 综放面初次放顶之后 工作面及回风瓦斯仍然经常超 限 瓦斯浓度最大达 1 8 回风瓦斯浓度最大达 1 2 上隅角 瓦斯经常在 3 以上 究其主要原因如下 1 工作面生产班采煤不均衡 煤机的割煤时 牵引速度最 大达 4m min 藿深达 800mm 落煤量大 造成落煤及工作面 新暴露煤壁瓦斯涌出量大 2 工作面上端头经常漏顶 造成采空区大量积存瓦斯集中 涌向工作面上出口 造成工作面及回风采斯瞬间超限 3 瓦斯抽放技术 3 1 顶板走向钻孔抽放 初放时 在上顺槽离工作面 50m 布置施工钻场 钻场内施工 8 个顶板走向钻孔 见图 1 考虑到初放期间工作面老顶不垮 落 必须降低钻孔层位 钻孔终孔离煤层顶板高度 8m 左右 以能抽放采空区顶板离层带瓦斯 切眼至钻场区域 在上顺槽 下帮每隔 m 施工 2 个边孔 图 1 顶板钻孔布置示意 初放之后 在上顺槽第一钻场向后每隔 50m 施工一个钻场 共 施工 4 个钻场 钻场设计 8 个钻孔 考虑到初放以后采空区 三 带 已形成 必须提高钻孔层位 钻孔终孔离煤层顶板高度 16 18m 左右 以利于抽放采空区裂隙带瓦斯 3 2 顺层钻孔抽放 工作面回采前 在切眼施工走向顺层钻孔预抽煤层瓦斯 钻孔 间距 5m 孔深 80m 在下 下顺槽沿煤层倾向施工顺层钻孔铀 放煤层瓦斯 以减小回采瓦斯涌出量 钻孔间距为 4m 上顺槽 向上施工顺层孔孔深不少于 100m 下顺槽向上施工顺层孔深不 少于 120m 见图 2 图 2 顺层钻孔布置示意图 3 3 上隅角埋管和尾巷埋管抽放 工作面回采期间采取在上隅角预埋 219mm 管路抽放上隅角瓦 斯 并在东二 1151 3 切眼联巷封闭前埋设 2 趟管路 219mm 管路进气口设在上隅角 219mm 管路进气口设在 切眼联巷口 抽放瓦斯 3 4 效果考察 1 工作面回采前 为达到消突的目的 提前 2 个月施工顺层 钻孔并进行抽放 经对顺层钻孔抽放效果分析 顺层钻孔抽率 达到 32 46 2 1151 3 综放面初次放顶期间 加大回采初期抽放流量 使得工作面总抽放瓦斯量最大达 8m3 min 降低了风排瓦斯量 其中低层位顶板走向钻孔及边孔瓦斯抽放浓度均在 30 以上 单孔最高抽放浓度达 82 抽放瓦斯量也达 6m3 min 以上 采 取以上综合抽放技术弥补了初放期间顶板抽排巷未发挥抽放瓦 斯能力的不足 且顶板走向钻孔 边孔 上隅角尾巷埋管抽放 采空区瓦斯 上隅角瓦斯流场分布得到改变 使上隅角处瓦斯 浓度保持在 1 5 以下 基本上解决了初放期间瓦斯超限现角 3 1151 3 综放面初次放顶之后 采用高位顶板走向钻孔 顺层钻孔 上隅角埋管和尾巷埋管综合抽放技术 抽放瓦斯量 最大达 12m3 min 瓦斯抽放率达 30 工作面日产稳定在 4000t 左右 4 1151 3 综放工作面回采 70m 即采过高抽巷 14m 后 煤层顶板裂隙与高抽巷沟通 从 2003 年 4 月 2 日始 高抽巷开 始抽放瓦斯 抽放浓度为 20 60 抽放瓦斯量平均 22m3 min 采面抽放率平均达 63 上隅角瓦斯降至 1 5 以下 回风瓦斯浓度平均在 0 8 以下 自高抽巷发挥作用 高位顶板 走向钻孔抽放瓦斯效果明显降低 因此上顺槽不现施工钻场及 高位顶板走向钻孔 尾巷埋管也停止抽放瓦斯 由于工作面风 排瓦斯量及上隅角瓦斯浓度降低 减小了瓦斯对安全生产的威 胁 且工作面处于正常生产状态 减少了采煤机因瓦斯超限断 电频繁而产生的机械故障 确保了工作面稳定高产 工作面平 均日产 8103t 最高日产达到 9611t 5 结论 1 综放工作面回采初期 50m 采取低层位顶板走向钻孔 上 隅角埋管及埋管抽放瓦斯 大大提高初采空区瓦斯抽放总量 解决了经放面初采期间抽放效果差的问题 加快了推进速度 为安全生产提供了可靠保证 工作面回采初期 如施工一段低 位 巷道底板离煤层顶板 6 8m 与上风巷平距 15 20m 顶板 抽排巷 则抽放效果更好 2 通过顺层钻孔预抽煤层瓦斯对降低工作面快速推进煤壁及 落煤瓦斯涌出量具有一定作用 工作面检修间煤壁施工短孔排 放效果更好 3 高突煤层综放工作面无保护层开采情况下 首先采用抽排 巷抽放瓦斯技术 抽排巷最佳层位应根据工作面瓦斯来源和覆