新建矿井首采工作面瓦斯治理

玩主

                             新建矿井首采工作面瓦斯治理

许疃矿位于安徽省蒙城县许疃镇境内，是淮北矿业集团公司实施“大投入，大开发，大跨越”发展战略、7年建成8对矿井的第一对矿井，设计产量150万t/a，改扩建后达300万t/a。7126工作面是首采区的第一个综采工作面，位于82采区上山右翼第三区段，呈南北走向的单斜构造，煤层沿走向起伏较大，地质构造复杂，断层较多，工作面走向长1700 m，倾斜宽180 m，煤厚1．2～2．4 m，平均1．7 m，煤层倾角60～100，平均80。该面可采煤储量70万t，直接顶为泥岩，老顶为灰白色中粒沙岩，距上煤层52煤平均距离为78 m，52煤层较薄，平均厚度为1．05 m，局部可采，瓦斯含量较小，不会影响7．煤层的回采。底板为泥岩、粉沙岩，距72煤层平均距离为8．9 m，72煤层平均厚度为2．50 m，倾角平均为90，结构复杂，含夹矸1～4层，瓦斯含量为4．23m3/t。煤层具有自然发火倾向性，煤尘具有爆炸性。根据有关地质资料和矿井初步设计方案，71煤层瓦斯含量为4．85m3/t，预计生产过程中瓦斯涌出量较小，靠通风方法可以解决瓦斯问题。但掘进过程中，实际瓦斯涌出量大，形成通风系统后工作面进行安装，于2005年7月12日开始试生产，工作面推进20 m老顶垮落，受采动影响，邻近层及围岩瓦斯涌至工作面，最大瓦斯涌出量为15．8 m3/min，平均为10．5 m3/min，仅靠通风方法已不能解决瓦斯超限问题。因原设计未安设瓦斯抽排系统，为确保安全生产，按照“先抽后采，监测监控，以风定产”的瓦斯治理的12字方针，工作面于7月20日被迫停产。

1问题的提出

7126工作面生产初期，瓦斯涌出量较小，最大为4．2m3/min，随工作面回采加快，瓦斯涌出量不断增大，受工作面采动影响，围岩及邻近层瓦斯不断涌向工作面，致使工作面上隅角和回风流瓦斯经常处于超限状态，既限制了工作面的产量，也给安全生产带来了隐患。如何解决瓦斯超限问题是工作面实现安全生产的关键，单靠通风方法已不能解决瓦斯超限问题，必须采取抽放瓦斯等综合治理措施才能确保安全生产。

2瓦斯治理的措施

2．1瓦斯抽放措施

开采层瓦斯抽放的可行性是指在原始透气性条件下，进行抽放的可能性，其衡量指标有2个，即煤层的透气性系数(λ)和钻孔瓦斯流量衰减系数(α)。


从表1可以看出，许疃矿煤层属较难抽放的煤层，进行本煤层抽放不会取得较好的效果，只有在煤层开采过程中，由于受采动影响，煤层顶板的岩层垮落、断裂、下沉和底板岩层发生卸压形成卸压圈，围岩及邻近层的瓦斯通过裂隙大量涌人采空区，在采空区中上部卸压圈范围内抽放才能达到较好的效果。

2．1．1高位钻孔抽放

邻近层及围岩采空区瓦斯涌出是7126工作面的主要瓦斯来源，因而采用高位钻孔抽放瓦斯是解决上隅角及回风流中瓦斯超限的一种有效方法。在工作面回风巷，根据煤层顶板变化情况，每隔100～120 m施工1个高位钻场，共施工18个钻场，钻场规格为6 m×3m×3 m，自72煤底板以300上坡至71煤顶板变平施工，每个钻场施工6个钻孔，钻孔布置在71煤顶板岩石中，开孔间距为0．5 m，开孔孔径为133mm，终孔为φ108mm，终孔层位控制在煤层顶板之上10～25 m，钻孔参数。


2．1．2斜交钻孔抽放

为提高瓦斯抽放效果，利用采煤工作面回采采动超前压力，在煤壁支撑影响区内煤层顶板产生裂隙形成瓦斯通道，工作面前方煤壁附近煤层中的瓦斯受矿压作用产生解吸，从煤体释放出来，在风巷距工作面40～50 m处向工作面前方斜向上施工钻孔，利用斜交钻孔抽出高浓度的瓦斯，以减少工作面的瓦斯涌出。

2．1．3埋管抽放瓦斯

在7126风巷设置抽放管路，采用迈步式每隔30 m



设置一处站管，站管高度为2 m，管径为250mm，随工作面推进埋人采空区，以抽放采空区瓦斯。

2．1．4泵站与管路设置

7126工作面走向长，距总回风巷距离远，总长度达2800 m，根据工作面瓦斯含量及回采期间本煤层及邻近层瓦斯涌出情况，考虑抽放流量和克服管路阻力的需要，经分析选择3台303型真空水环式移动瓦斯抽放泵，安设在上部抽放泵站硐室内，2台工作l台备用。采区上山及总回风巷安设2路φ300mm干管2400 m，风巷安设2路φ250mm支管4000 m，一路与钻孔连接，一路埋入采空区。




2．2风量配备

建立健全通风设施，调整、完善、稳定通风系统，两巷及上下出口保证足够的断面，工作面有效风量达1200m3／min，保证有足够的风量稀释生产过程中涌出的瓦斯在安全浓度以下。

2．3减少漏风

工作面上下隅角的钢带、锚杆、锚索、金属网等支护材料及时回收，使采空区顶板及时垮落，对上下隅角进行充填，减少采空区内部漏风，提高瓦斯抽放效果。

2．4监控与计量

完善瓦斯监测监控和计量系统，分别监控钻孔、钻场、泵站及工作面回风瓦斯变化情况，及时处理生产过程中出现的瓦斯问题，同时通过使用WTC瓦斯抽放管道参数测定仪对单孔瓦斯流量和瓦斯浓度进行测定，为进一步优化瓦斯治理方案提供依据。

2．5监督检查

坚持以人为本，强化现场管理，做到安监员、瓦检员、班队长、电钳工“四员一体”在现场交接班，认真落实瓦斯治理12字方针，做到不安全不生产。

3结语

1)新建矿井瓦斯地质资料不够完整，不能全面地反映矿井瓦斯赋存情况，给安全生产带来被动局面，在建井及生产准备期间要补打钻孔，收集相关瓦斯地质资料，研究瓦斯存在状态、分布及涌出规律，制定适宜的治理瓦斯措施。

2)瓦斯是煤矿安全生产的大敌，治理矿井瓦斯要做到标本兼治，通风治标，抽放治本，抽放要具备一定的条件，许疃矿采用加大风量、高位钻孔、斜交钻孔、采空区埋管抽放等措施，取得了较好的效果。

maqihesun

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