9#煤采面抽放瓦斯措施.docx
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9#煤采面抽放瓦斯措施
晋煤集团9#煤采煤工作面抽放瓦斯措施
9#煤为晋煤集团主采煤层之一,古矿、凤矿与寺河二号井正在开采,其余矿井尚未涉及或开采完毕,9#煤采煤工作面由于上隅角瓦斯超限,采取了抽放瓦斯措施,现进行介绍。
一、工作面概况
1、地质概况
9#煤层地质构造简单、稳定,煤层厚度为1.2-1.6m,煤层倾角为2-70。
2、采煤方法
9#煤工作面开采方法为走向长壁后退式、一次采全高、全部垮落法综合机械化采煤。
3、通风概况
9#煤工作面采用U型通风方式,工作面风量400—900m3/min。
4、基础参数
9#工作面原煤瓦斯含量为3—7.36m3/t,瓦斯压力0.239MPa。
二、瓦斯来源分析及抽采方法选择
根据9#煤煤层地质情况及瓦斯治理经验,9#煤工作面瓦斯主要来源于邻近层、本煤层和采空区。
由于邻近煤层与9#煤层存在风压差,邻近煤层的瓦斯通过煤层间采动裂隙涌入到9#煤(主要是采煤工作面)导致本煤层瓦斯增大。
古矿、凤矿瓦斯主要来源于邻近层和采空区;寺河二号井瓦斯主要来源于邻近层、本煤层和采空区。
古书院矿93220工作面瓦斯来源分布情况:
工作面绝对瓦斯涌出量为5.4m3/min,风排瓦斯量为2m3/min,抽放瓦斯量为3.4m3/min。
寺河二号井94304工作面瓦斯来源分布情况:
工作面绝对瓦斯涌出量为20m3/min,风排瓦斯量6m3/min,抽放瓦斯量14m3/min,其中高位顶板长钻孔12m3/min和本煤层抽放量2m3/min。
根据瓦斯来源分布情况,9#采面采用瓦斯分源治理,现在晋煤集团采用的有四种抽放方法:
顶板高位钻孔抽放;本煤层顺层钻孔抽放;采空区埋管抽放;密闭插管抽放。
前两种方法为主要抽放方法,后两种方法为辅助抽放方法,在前两种方法效果显著时,后两种方法可不采用。
现古矿、王矿主要采取顶板高位钻孔抽放,寺河二号井主要采取顶板高位钻孔、结合本煤层顺层钻孔抽放。
三、抽放钻孔布置及参数确定
下面以寺河二号井94304工作面为例对上面四种抽放方法进行逐一介绍。
1、顶板高位钻孔
1)、钻场布置
94304工作面瓦斯抽放钻场布置在回风顺槽内,为保证抽放效果,且便于接替,钻场间距为50m,设计钻场12个,1#钻场在布置距切眼80米处。
根据钻孔数目及巷道断面大小,钻场规格设计为6m×3m×2.2m。
2)、钻孔布置
在从钻场向工作面上隅角方向打扇形顶板穿层钻孔,分上下两层,上层钻孔长度85m,下层钻孔长度110m,上下两层钻孔均打在顶板裂隙带高度。
1#钻场设计只施工上层钻孔,钻孔直径113mm。
封孔采用聚氨酯,封孔长度不小于4m。
具体参数见下表:
钻顶板高位钻孔设计参数
钻孔
编号
钻孔直径
(mm)
夹角
(°)
倾角
(°)
设计长度
(米)
1
113
7
14
110
2
113
9
14
110
3
113
11
14
110
4
113
13
14
110
5
113
15
14
110
6
113
17
14
110
7
113
19
14
110
8
113
8
19
85
9
113
10
19
85
10
113
12
19
85
11
113
14
19
85
12
113
16
19
85
13
113
18
19
85
14
113
20
19
85
3)、管路布置
在94208巷布置一趟管径为D355mm的瓦斯抽采支管,连接盘区回风巷D450mm高浓瓦斯抽采干管,通到地面高浓度瓦斯抽放泵。
高浓度瓦斯抽放泵额定负压50000Pa,现场负压达到35000—45000Pa,顶板高位钻孔通过这趟管路进行抽放。
附图一:
《94304工作面瓦斯抽采管路及钻场布置图》
附图二:
《94304工作面顶板高位钻孔接替示意图》
附图三:
《94304工作面顶板高位钻孔剖面图》
另附图四:
《古书院矿92312工作面顶板高位10#钻场平面图》
另附图五:
《古书院矿92312工作面顶板高位10#钻场剖面图》
2、本煤层顺层钻孔
1)、钻孔长度
《晋城煤业集团瓦斯治理技术管理规定》第24条:
采煤工作面布置顺煤层钻孔时,终孔到对面巷道的垂距不大于20米。
LP≥LO-20
式中LP——平行钻孔长度,m;
LO——工作面净长度,132m。
经计算,本煤层钻孔长度不低于112米。
2)、钻孔间距计算
根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定,煤层瓦斯含量降到8m³/t以下,煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下,方可进行采掘作业。
而94304工作面原煤瓦斯含量为7.21m3/t,瓦斯压力0.239MPa,符合要求。
结合我矿煤层地质情况和钻孔有效抽放范围,设计本煤层顺层钻孔间距不大于6米。
3)、钻孔布置
在工作面回风顺槽施工顺层钻孔,孔径为94mm,钻孔长度为112米,钻孔间距不大于6米,第一个钻孔距工作面切眼20米。
封孔采用囊袋二次负压封孔工艺,封孔长度不小于6m。
4)、管路布置
在94208巷布置一趟管径为D355mm的瓦斯抽采支管,连接盘区回风巷D450mm高浓瓦斯抽采干管,通到地面高浓度瓦斯抽放泵。
高浓度瓦斯抽放泵额定负压50000Pa,现场负压达到35000—45000Pa,顶板高位钻孔通过这趟管路进行抽放。
附图五:
《94304工作面本煤层瓦斯抽采钻孔布置示意图》
3、采空区埋管抽放
在94208巷布置一趟管径为D280的抽采支管,从工作面切眼开始,每18米接一个三通。
未进采空区前,用堵头堵住三通,在快进入采空区前时,把堵头拆下,更换为护网,同时在三通周围打一个木垛,保证在进入采空区后三通不受到损坏。
D280抽采支管连接盘区回风巷D450mm低浓瓦斯抽采干管,通到低浓度瓦斯抽放泵。
钻孔通过这趟管路进行抽放。
附图六:
《94304工作面采空区埋管布置示意图》
4、密闭插管抽放
在工作面推过2号横川以后,在2号横川靠94211巷侧施工一道密闭墙,使D280mm管路穿过该墙体,同时断开密闭墙内抽放管路。
这是一种临时抽放方法,在回风巷附近有巷道时才能使用,且抽放范围有限,只有在距横川不超过60米范围内有效。
D280抽采支管连接盘区回风巷D450mm低浓瓦斯抽采干管,通到低浓度瓦斯抽放泵,通过这趟管路进行抽放。
附图七:
《94304工作面密闭插管布置示意图》
四、安全注意事项
1、现场施工负责人必须用便携式瓦斯、一氧化碳和硫化氢检测仪对施工地点的有毒有害气体浓度随时进行检查。
发现现场有毒有害气体浓度超过规定时,须查明原因且恢复至安全浓度后,方可继续作业。
2、钻孔施工过程中,人员禁止靠近钻机、油泵、泥浆泵的旋转部位,必须保持1.5米以上的安全距离。
3、在钻孔施工过程中,要随时观察返水情况,发现返水量突然增大时,要立即停止钻进进行检查。
如果钻孔内水压很大,严禁提拔钻杆,及时固定钻机、钻杆,并汇报调度室和队值班长。
4、施工前将瓦斯管路安装到现场,当钻孔瓦斯涌出异常时,应立即连接进行抽放。
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