晋城煤业集团瓦斯治理方法初探修补机

晋城煤业集团瓦斯治理方法初探

晋城煤业集团瓦斯治理方法初探 2011年12月02日 来源： 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司（简称亚城煤业集团），始建于1985年，现有5对矿井，设计生产能力1710万t/a ，由东向西开采沁水煤田南部井田，东部老区有古书院、王台铺、凤凰山三矿、为低瓦斯矿井，新区有成庄矿、寺河矿，为高瓦斯矿井，在2003年的7月份瓦斯鉴定中，成庄矿绝对瓦斯涌出量145.97m3/min，相对瓦斯涌出量13.29m3/min，相对瓦斯涌出量27.88m3/t。随着生产的不断扩大，瓦斯成为制约公司生产的主要因素，为了解决这一难题，在生产实践中摸索出一条适合于自身特点的瓦斯治理的新路子。 1晋城西区瓦斯赋存及涌出特征 1.1 瓦斯赋存情况 晋城西区具有本煤层瓦斯含量大，压力高，透气性好，煤质较硬，厚度适中，整体较好，适合本煤层布孔抽放的特点，主要参数见表1。

矿名

煤层透气性系数/m2(MPa2·d) -1

平均瓦斯含量

/m3·t-1

硬度

?

平均

煤厚/m

寺河

东区56.74~195.3865

9.03

2~4

6.5

西区0.0314~213

16.3

成庄

0.0133~46.1734

6.99

2~4

6.5

表1 矿井瓦斯参数表 1.2 瓦斯来源分析 综放面初采10m左右范围内，一般只推进不放顶煤（顶煤不易放下），在此期间瓦斯涌出量为2.29~2.887m3/min，平均为2.67m3/min；开始放煤后，工作面瓦斯涌出量增加到3.468~5.933m3/min，平均为5.09 m3/min，这一数值可以认为是开采层本身涌出的瓦斯量；当工作面推进到30m以后老顶初次垮落，邻近层瓦斯涌入工作面，瓦斯涌出量迅速增加到7.239~10.695 m3/min，平均为8.863 m3/min，此时的瓦斯量就是临近层和围岩卸压垮落后面涌入工作面的瓦斯量。3308工作面邻近层瓦斯涌出量占初采时的瓦斯涌出量的42.57%。由于各工作面煤层存条件、瓦斯含量不同，所以初采瓦斯涌出量也不相同，粗略分析，综放面初采煤层本身的瓦斯涌出量是主要的，占到工作面瓦斯涌出量的57.43%~71.23%，平均为65.6%。 2区域性瓦斯抽放 2.1 区域性瓦斯抽放是国内本煤层抽放方法的一项先进技术，和其它瓦斯抽放方法相比，其最大特征是，实施区域性瓦斯抽放后，采掘活动受煤体瓦斯影响将大大降低，能充分发挥联采机、掘锚一体机、综掘机等现代化掘进设备的快速高效的性能；同时，实施区域瓦斯抽放，也可有效降低煤层瓦斯含量，降低煤层瓦斯压力，从而削弱瓦斯突出，保证安全生产。 2.2 区域性瓦斯抽放的应用 晋城西区，从煤层赋存条件上讲，煤质坚硬，煤层整体性好，近水平煤层，起伏不大，厚度适中，可钻性好，适合区域性瓦斯抽放的长钻孔施工；从技术上讲，区域性瓦斯抽放所必须的长钻孔施工技术已经成熟。 2001年9月集团公司与西安煤科院合作采用MK-6钻机首先在寺河矿首采面（2301）的23023巷进行了顺层长钻孔施工，现场试验，共完成钻孔3个，累计进尺1163.53m，最大孔深519.5m，其中1#孔深509.03 m，全孔在煤层中延伸，该孔钻进时间20.58h，平均钻进时效24.4m/h。 现寺河矿使用MK-6钻机施工顺层钻孔孔深普遍达300~400m，我们在工作面圈定前2~3a，甚至更长时间，将两个工作面划定为一个抽放区域，布置顺层钻孔进行抽放；区域抽放巷道掘进过程中，每隔150m，在工作面煤层内设钻场施工扇形长钻孔，抽放掘进面前方和圈定区域内的瓦斯，钻孔长度多在200m左右；区域模块圈出后，在另一侧巷道内向工作面煤体再布置平行顺层孔（平行于工作面或迎向工作面成一定角度）进行抽放。针对工作面走向靠里，开采时间早，采前预抽时间短等情况，有意识加密钻孔，孔距（2~5m），实施强化抽放（见图1、2）。目前寺河矿2、3盘区各布置一个瓦斯抽放区域，成庄矿准备布置一个。 图1 煤层掘进中扇形钻孔瓦斯抽放模式示意 寺河矿东二盘区瓦斯抽放模块位于东二盘区辅助回风巷以东500m区域内，共布置钻孔123个，钻孔间距10m，总进尺3800m，平均钻孔长度为308.9m,最长达507m。2003年10月份，钻孔施工完毕后，联孔抽放，区域内瓦斯抽放量为27.13m3/min，目前抽放量为24.85 m3/min，累计抽放量为1366万m 3，抽放区域内预抽率为26.75%。 图2煤层采前顺层长钻孔瓦斯抽放模式示意 3双系统瓦斯抽放 所谓双系统瓦斯抽放就是针对不同的瓦斯来源（本煤层和采空区），布置两套抽放系统分别对其实施抽放，以解决本煤层高负压、低流量和采空区低负压、高流量共用一套系统相互制约的矛盾。 3.1 瓦斯来源及分布情况分析 成庄矿开采的是煤层群，首采3#煤层其上部存有不可采的1 #、2#煤层，厚0.2~0.3m，与3#煤层依次相距29m和24.5m；3#煤层开采下部，相距13m有局部可采的5#煤层。3#煤层开采时，其上部的1#、2#煤层及围岩塌落，大量瓦斯涌向工作面回采空间；5#煤层卸压瓦斯沿裂隙上移到工作面采空区。因而，回采工作面瓦斯来自两个方面，开采煤层瓦斯和采空区瓦斯。 成庄矿的瓦斯来源分析见表2。

工作面编 号

瓦斯涌出量/m3·min-1

本煤层瓦斯（回风巷测得）

采空区瓦斯（专用排瓦

斯尾巷测得）

/m3·min-1

占总量/%

/m3·min?1

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