张家口宣东矿瓦斯治理
经验交流材料
冀中能源股份有限公司张家口宣东矿
2014年8月
目 录
1 矿井基本概况 .................................................... 3 1.1矿井概况 ...................................................... 3 1.2井田地质 ...................................................... 3 1.3岩浆岩 ........................................................ 4 1.4煤层及煤质 .................................................... 4 1.5通风与瓦斯 .................................................... 4 2 落实《防突规定》情况 ............................................ 6 2.1 完善防突机构 .................................................. 6 2.2 编制煤与瓦斯突出矿井区域治理技术方案 .......................... 6 2.3 揭露煤层管理及揭煤设计的编制审批 .............................. 6 2.4 掘进工作面防突措施 ............................................ 6 2.5 回采工作面防突措施 ............................................ 8 2.6 地面钻井抽采方法 .............................................. 8 2.7 强化现场管理和防突隐患排查治理工作 ............................ 9 3 煤层瓦斯抽采方法和经验介绍 ..................................... 11 3.1 208采面抽采方法与抽采效果 .................................. 11 3.2 209采面抽采方法与抽采效果 .................................. 16 3.3 306采面抽放方法与抽放效果 .................................. 19 3.4抽采效果 ..................................................... 22 3.5抽采方法研究优化 ............................................. 23 4 瓦斯治理先进经验教训 ........................................... 26 5 其他 ........................................................... 28 5.1 瓦斯抽采基本参数 ............................................. 28 5.2 矿井瓦斯抽放系统 ............................................. 28 5.3 钻具 ......................................................... 30
2
1 矿井基本概况
1.1矿井概况
宣东矿位于河北省张家口市宣化区东南,行政区属宣化县顾家营乡,矿区面积21.8728km2。地理位置优越,东南临京津西北连晋
蒙,京包铁路及110、112、207国道穿境而过,宣大高速公路、京
张高速公路、丹拉高速公路在此交汇。
宣东矿井始建于1997年6月,2001年11月投产,矿井设计生产能力90t/a,经扩能改造核定生产能力150t/a。
矿井采用立井开拓方式,主井箕斗提升,副井罐笼提升,第一水平为-230水平,第二水平为-350水平。井田范围内有Ⅲ3、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3、Ⅴ2五层可采煤层,其中Ⅲ3、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3四个煤层划分为上开采煤组,Ⅴ2煤层划分为下开采煤组。全井田采用采区前进式开采,由主副井井筒附近向井田边界依次开采;各煤层间采用下行式开采;工作面采用后退式开采;目前正在开采-230水平Ⅲ3煤层,生产区域为Ⅲ3三采区,开拓区域为和Ⅳ2二采区和Ⅲ3东二采区。
井下主运输为胶带运输机,辅助运输为蓄电池电机车。采煤工作面采用长壁综合机械化全部垮落法开采,掘进工作面以炮掘为主。
1.2井田地质
井田位于宣后向斜的西北翼,井田总体构造形态为单斜构造,地层平缓,倾角5o~15o,有一条方向性较好的挠曲。井田内构造较简单,落差30m以上的断层仅有一条(F2),且为井田边界;落差10~30m的断层2条,已经揭露的落差2~10m的正断层4条。实际生产
过程中经井巷揭露小断层不甚发育,但小的波状起伏和宽缓的褶曲较发育,从已采工作面来看,所揭露构造对瓦斯涌出影响不大,对9勘探线以东的水文地质及开采技术条件有一定的影响,特别是给综合机械化采煤带来的影响较大。
1.3岩浆岩
井田岩浆岩活动比较广泛,主要为侵入到9勘探线之东煤系地层中厚度约240m的辉绿岩岩床和侵入到9勘探线之西的辉绿岩岩脉。在9勘探线之东侵入层位于Ⅲ煤层顶30.38~102.72m,平均距Ⅲ3
3
煤层54.72m。在Ⅲ207工作面以里区域辉绿岩距煤层较近,约30-50
3
米,辉绿岩厚度增加到200余米,对瓦斯赋存和突出危险性有较大影响。
1.4煤层及煤质
井田内含煤地层为侏罗系中下统下花园组,含可采及局部可采煤层五层,总厚度10.8m,Ⅲ、Ⅴ煤层为矿井主采煤层。Ⅲ煤层
3
2
3
可采厚度平均2.38m,煤层赋存标高-100~-400m,煤层倾角0~15°,属中灰、特低硫、低磷的弱粘煤、气煤、1/3焦煤,煤层顶板为粉砂岩和细砂岩,底板为砂质泥岩。Ⅴ煤层平均厚度2.43m,
2
赋存较稳定。Ⅳ、Ⅳ、Ⅳ煤层局部可采。
1
2
3
1.5通风与瓦斯
矿井通风方式为中央边界式,通风方法为抽出式,主、副立井进风,边界风井回风。风井安设两台FBCD-№31型主要通风机,一台工作、一台备用。主扇功率23630KW,额定风量180~300.6m3/s、静压762~3872 Pa。井下-230轨道大巷、-230胶带大巷、-200进风大巷三条大巷进风,-230回风大巷、-185回风大巷两条大巷回风。采
4
区实行分区通风,回采工作面采用“U”型通风方式,掘进工作面采用局部通风机压入式通风。
矿井按低瓦斯矿井设计,投产后鉴定为高瓦斯矿井。矿井投产后瓦斯涌出量呈上升趋势,2006年矿井瓦斯涌出量最高,达115.8m3/min。2009年Ⅲ3煤层被鉴定为突出煤层,矿井升级为煤与瓦斯突出矿井。历年来矿井瓦斯涌出鉴定结果见表2-1。
历年来矿井瓦斯鉴定结果统计 表2-1
时 间 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 绝对涌出量m3/min 5.0 43.45 70.29 68.68 82.9 115.8 83.06 110.97 95.07 96.42 91.43 79.32 113.92 相对涌出量 m3/t 23.7 32.04 43.54 40.6 35.6 42.72 26.49 49.05 49.93 35.87 42.93 35.41 40.03 抽放量 m3/min 0 0 9.7 17.1 28.08 56.18 42.48 63.86 50.04 52.92 42.0 31.66 55.39 产量 万t 17.8 68 83 78 106 114 92 140 140 136.7 122.3 106.0 110.7
瓦斯逐步升高的主要原因为:矿井靠近东部区域煤层逐渐变厚,由一采区平均厚度2.0m增加到3.5m,致使瓦斯含量增加;东部第九勘探线以东地区上覆火成岩变厚,由数十米增加到200米以上,且距Ⅲ3煤层间距由100余米减小到30m左右,火成岩的热作用及盖层作 用,使瓦斯含量增加;另外,上下不可采煤层群,对本煤层开采影响也很大。
5
2 落实《防突规定》情况
2.1 完善防突机构
矿防突科为矿井防突专业部门。防突科技术管理人员4名,防突员14名,下设防突组和检测组,抽采钻孔施工监督和验收工作,由专职防突员负责。
抽采区为区域防突措施的专业施工区队。抽采区管理技术人员9名,下设钻机组、抽放组、机电修组、技术室及抽采调度。
采掘区队负责局部防突措施施工。
2.2 编制煤与瓦斯突出矿井区域治理技术方案
由煤科总院沈阳研究院编制了《宣东二号煤矿矿井防突设计》,Ⅲ3煤层三采区和Ⅳ1煤层二采区为无突出危险区,企业自行编制了《Ⅲ3煤层三采区专项防突设计》和《Ⅳ1煤层二采区专项防突设计》,经省局组织的专家组会审通过,并在省局备案。
2.3 揭露煤层管理及揭煤设计的编制审批
揭煤设计按照《防治煤与瓦斯突出规定》认真编制,并由煤矿企业技术负责人组织严格审批后实施,凡未经批准擅自揭露突出煤层或误揭突出煤层,严肃追究有关人员责任。岩巷掘进采取先探后掘措施,没有出现误揭突出煤层的现象。
2.4 掘进工作面防突措施
⑴掘进区域防突措施
Ⅲ3煤层三采区为无突出危险区,根据《防治煤与瓦斯突出规定》采取超前探测和区域验证措施。
①超前16米探测孔措施
6
根据《防治煤与瓦斯突出规定》五十七条,为了超前探明煤层赋存、地质构造、观察钻孔突出预兆,工作面每掘6米(一个循环)在工作面布置1个深16米的探测孔,在地质构造复杂地段增加1~2个探测孔。经探测无异常情况时,在保持不低于10米的探测超前距前提下进行掘进,每一循环允许进度6米。发现了喷孔、夹钻等突出预兆时,则该区域掘进作业执行局部综合防突措施。
②区域验证
在工作面布置3个Φ42mm,1个在工作面中部深8米, 2个距两帮0.5米终孔点位于巷道轮廓线外4米处,深10米,煤层有软分层时钻孔必须布置在软分层中。
采用复合指标法,敏感指标临界值:钻孔瓦斯涌出初速度q为4.5 L /min,钻屑量指标S为5.1 kg·m-1。钻孔每钻进1米测定该1米段的全部钻屑量S,每钻进2米测定一次瓦斯涌出初速度q。
如果q、S的所有实测值均小于临界值,并未发现喷孔、夹钻等异常情况,则该工作面为无突出危险工作面;否则为突出危险工作面,采取工作面防突措施。
⑵掘进局部防突措施
Ⅲ3三采区煤巷掘进工作面,经预测有突出危险则实施工作面防突措施,无突出危险则直接掘进。工作面预测方法及指标均与区域验证相同。
掘进工作面主要采取预抽煤层瓦斯防突措施,敷设直径Φ200mm抽采管路,如果指标超限,根据煤层厚度布置一排到二排5~10个直
7
径Φ75mm深度13m的预抽钻孔,抽采后进行效果检验,指标符合要求采取安全防护措施方可掘进。
2.5 回采工作面防突措施
Ⅲ3三采区回采工作面区域措施主要采取两巷顺层钻孔预抽煤层瓦斯。具体方案为:在采面机巷、轨巷掘进期间每40米施工一个钻场,每个钻场内扇形布置10个预抽钻孔,孔径94mm,孔深60~80m。在不影响采掘生产的情况下也可布置平行钻孔,303轨道顺槽在掘进期间跨皮带试验施工平行钻孔近200个,间距3米孔深80米。采取预抽措施达标后每20米进行一次区域验证。
若指标超限,采取局部防突措施,沿着工作面每隔4m布置1个抽放孔,孔深8m。经效果检验符合要求后方可回采。
区域验证和工作面预测均采用复合指标法,敏感指标临界值:钻孔瓦斯涌出初速度q为4.5 L /min,钻屑量指标S为5.1 kg·m-1。
2.6 地面钻井抽采方法
调整生产布局可为Ⅲ3二采区深部突出区域瓦斯治理提供充足的时间。因我矿Ⅲ3煤层不具备开采保护层条件,只能采用预抽煤层瓦斯区域防突措施,2012~2013年与北京炬然能源技术有限公司合作,在Ⅲ3二采区深部区域从地面施工钻井实施压裂增透,结合今后底板巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯,争取用3~5年多时间,实现区域消突,达到安全开采条件。
地面“U”型水平对接井采用先进的施工工艺,顶板分段压裂,施工参数井1126m(固井1019 m),水平井1708.17m(其中水平段
8
742.17 m),共使用压裂液4360m3,注沙量251.6m3,分析显示,裂缝高度约32.5-37m,裂缝半长约80-100m,施工质量良好,2013年8月份点燃了火炬,取得了阶段性成果。解决了长距离钻孔施工、定向、压裂、监测等技术难题,为类似条件下地面钻孔施工及区域瓦斯治理积累了经验,目前进入了试排采阶段,瓦斯排放量增至80m3/d,井身结构见下图。
2.7 强化现场管理和防突隐患排查治理工作
防突措施由区队技术人员负责向职工贯彻严格组织实施,并进行详细记录。由于地质条件或者其他原因不能执行时,必须立即停止作业并报告矿调度室,经矿总工程师组织有关人员到现场调查后,由防突科提出修改或补充措施重新审批后方可继续施工,其他部门或者个人不得改变已批准的防突措施。
矿长、矿总工程师按照管控体系规定,每旬到现场进行隐患排查
9
至少一次,检查各项防突措施的落实情况。矿防突科及安监部主要负责人每周至少一次到现场检查综合防突措施的实施情况,并及时汇总上报,对发现的问题按照“三定原则”立即组织解决,对各区队严格按照月评分季考评进行奖惩。
加强教育培训,不断提高防突员业务素质,增强责任意识。矿防突科实行值班制度,每班安排防突员现场跟班,实行区域管理制度,随时掌握煤层、瓦斯及构造变化情况,全程监督检查防突措施的执行情况,若措施执行不到位,当场制止纠正,若发现异常情况及时汇报。同时矿安全监察部每班安排安全员,对突出区域重点进行监察。
10
3 煤层瓦斯抽采方法和经验介绍
宣东矿综采工作面瓦斯抽采自2004年6月实施以来,前后采用了多种抽采方法,主要有:高位巷抽放、低位巷抽放、顶板钻孔抽放、隅角抽放、本煤层抽放法,并实行分源抽放,以抽采卸压瓦斯为主。根据采面所处区域瓦斯涌出量的大小,采用不同的抽采组合方式,解决采面瓦斯问题,并保证电厂气源的稳定。
宣东矿Ⅲ3煤层综采工作面瓦斯涌出量较大,在40m3/min以上,近年来尝试过各种抽放方法,最终淘汰了高位巷及低位巷抽放方法,探索出适合本矿回采面的综合抽放方法,即本煤层钻孔+顶板钻孔+隅角管路抽方法。高位抽放巷距煤层顶板30~40m,靠近致密的火成岩,掘进过程中经常遇到煤线或薄煤层,煤质松软,存在突出危险。低位抽放巷距煤层顶板6m,与采面回风巷中对中水平距仅7m,受采动影响易产生裂隙与采面回风巷联通漏风,诱发煤层自燃,甚至引爆低抽巷瓦斯。本煤层钻孔+顶板钻孔+隅角管路综合抽放方法,既解决了综采面瓦斯问题,又减少了岩巷工程,有效缓解了采掘衔接关系,具有良好的经济效益和安全效益。以208、209和306采面为例介绍如下:
3.1 208采面抽采方法与抽采效果
Ⅲ208综采面,采用U型通风方式,208胶带顺槽进风,208轨
3
道顺槽回风。工作面长度中间巷以上136米,中间巷以下121米,采面轨道顺槽全长1600米,受煤层赋存影响采面胶带顺槽有所回缩,
11
长度为1430米,以一条中间巷将其分为上下两段,上段长850米,下段长580米。采面煤层厚度2.6~4.5米,平均3.9米。煤层倾角0~15°,平均5°。煤层结构简单,属于中灰特低硫低磷煤层,牌号为弱粘煤和少量1/3焦煤。伪顶主要为炭质泥岩、炭质页岩,厚度0.1~0.3米。直接顶为粉砂岩和细砂岩,厚度9.8米。底板主要为细砂岩,厚度8.17米。
正常生产期间208综采面瓦斯涌出量42m3/min左右,受掘进速度的限制,208采面中间巷以下采用顶板钻孔抽放+低抽巷抽放+本煤层抽放组合方式,采面抽放率在70%以上;208采面中间巷以上采用高位巷抽放+低位巷抽放+本煤层抽放的理想组合模式,采面抽放率高达到80%。
3.1.1 高位巷抽放法
高位巷抽放法为国家煤矿安全监察局在全国煤矿推广的上邻近层卸压抽放的主导抽放方法,主要抽放裂隙带瓦斯,为了保证抽放效果将其布置在采面回风侧,因208回风(轨道)巷在中间巷上下错开,兼顾到两巷,其距上巷(中对中)水平距离定为33m,距下巷水平距离定为18m,平均为25.5m;其距煤层顶板的高度顶对顶35m左右。巷道施工从-185回风巷开口,断面为3.8m32.8m,停掘后在掘进头向前打扇形钻孔,在巷道一侧打平行于采面的钻孔,以进一步增加高抽巷控制范围,增强裂隙带透气性。但是208高抽巷未贯穿整个采面,在其布置的层位上有一层有突出危险的薄煤层(20~30㎝),受掘进速度的限制高抽巷做到中间巷以下74米处停掘,在208采面中间巷
12
以下因高抽巷抽放效果没有完全发挥出来,故初期抽放效果不理想。在208中间巷以上发挥了主导作用,正常生产期间平均抽放浓度高达70%以上,平均抽放量19.6m3/min左右,与低抽巷低浓瓦斯配气后由地面风井泵站抽放。高抽巷是解决采面裂隙带瓦斯最好的抽放方式,因具有蓄积瓦斯的作用,回采结束后仍然能够抽放采空区高浓瓦斯,提供优质气源,但工作面准备岩巷工程量大,掘进度受突出薄煤层的影响,导致采掘关系紧张。 3.1.2顶板钻孔抽放法
顶板钻孔主要抽放裂隙带瓦斯,钻孔布置在208采面两侧进回风巷,只在中间巷以下布置,待高抽巷正常发挥作用后,在中间巷以上全部取消了顶板钻孔。
208采面进回风两巷,每隔40米设置一个钻场,钻场布置在巷邦,深5m,宽6m,高不低于2.4m,跟顶掘进,若顶板松软破碎,钻场尚须挑出硬顶,以利于封孔。每个钻场呈扇状均匀布置5个顶板钻孔,终孔高度30米,孔深80~90m,相邻钻场钻孔搭接约40米,当前面钻场钻孔抽放效果下降时,后面钻场钻孔接着抽放。第一钻场距开切眼的距离80 m,因初采期间采空区顶板冒落范围不大,终孔高度可适当降低,一、二钻场钻孔终孔点高度分别降为20m及25m。并且在低抽巷内为增加采面钻孔密度也布置了顶板钻孔,每隔50米布置一组,每组布置5个孔,终孔高30米,与208轨巷钻场错开布置,低抽巷钻孔通过金属套管与敷设在208轨巷的Φ300管路收口抽放,极大增加了采面钻孔覆盖率。正常生产期间208采面两巷及低抽巷高
13
位顶板钻孔平均抽放总量17.5m3/min左右,平均抽放浓度33%,由地面工业广场抽放。通过合理的布孔,顶板钻孔虽能取得接近于高抽巷的抽放效果,但钻场日常拆接管路频繁,连续供气难以保证,且随着采面推进钻场逐一报废,不能进行采后抽放。 3.1.3 低抽巷抽放法(解决隅角瓦斯)
隅角抽放法为上邻近层卸压抽放的第二主导抽放方法,主要抽放冒落带瓦斯,防治隅角瓦斯积聚,配套大流量泵。在208回风巷顶板往上6 m,内错7m(中对中)布置低抽巷,在巷口打密闭,密闭内插入2趟Φ500管路,由井下-230胶巷泵站抽放,该泵站共安装3台大泵,2台工作,1台备用,单台泵的额定抽放量360 m3/min,标态流速能达到200 m3/min以上。
因抽、掘、采关系紧张,低抽巷分上下段掘进,当采面投产时,仅能做出中间巷往下一段,在208上轨巷仍需敷设2趟Φ500管路与下段低抽巷对接。待上段低抽巷到位后,为使低抽巷上下两段顺利实现过渡衔接,在上低抽巷下口中间巷往上约30m处需构筑一道密闭,在密闭以里由低抽巷向回风巷开小联络巷,并敷设2趟Φ500管路直到隅角,之后再将小联络巷密闭,在低抽巷上下两段(中间巷上下各约30m范围内)过度期间,抽放采面隅角瓦斯。正常生产期间低抽巷抽放浓度3~5%,抽放量13m3/min左右,由-230胶巷临时抽放泵站抽放。管路抽放隅角瓦斯虽也能取得接近于低抽巷的抽放效果,但日常回缩管路频繁,容易引起隅角瓦斯超限,管理难度大。
14
209胶带顺槽208胶带顺槽7654321208辅助巷11-230轨巷208中间巷-185回风33-200胶巷54544545332211208顶板高位抽放巷208轨道顺槽208顶板低位抽放巷208顶板低位抽放巷1208轨道顺槽207轨道顺槽208 采 面 高 低 抽 放 巷 及 顶 板 钻 孔 布 置 平 面 图
208采面切眼22209胶带顺槽208胶带顺槽6662554321-185回风-230轨巷208中间巷208采面两巷深孔1211109876208轨道顺槽208轨道顺槽207轨道顺槽207轨道顺槽208 采 面 煤 层 钻 孔 布 置 平 面 图208采面切眼-200胶巷208辅助巷12345
15
3.1.4 本煤层抽放法
208采面两巷本煤层深孔在掘巷期间施工,在采面回采前实现了采面瓦斯提前预抽。208机巷在钻场扇形布孔,208轨巷直接在巷中平行布孔,孔深50~70m,后增至80m。吨钻孔量为0.045米(是AQ标准的1.5倍),相当于沿着采面推进方向每4米布置一个平行于采面与采面等长的钻孔。为防止煤层自燃,各钻场间钻孔终孔留有5m的隔离煤柱,两巷间钻孔留有10 m的隔离煤柱。因我矿煤层透气性较差,煤层透气性系数仅为0.129m2/MPa 22d,本煤层深孔抽放效果不大理想,需进一步采取增透措施。正常生产期间,本煤层钻孔抽放浓度较低在10%以下,抽放量很少仅有1.0m3/min左右,由208移动泵站抽放。
3.2 209采面抽采方法与抽采效果
Ⅲ3209综采面,该面采用U型通风方式,209胶带顺槽进风,209轨道顺槽回风。工作面呈台阶状,长度分别为86m和156m,采面胶带顺槽长760米。采面煤层厚度3.1-4.5米,平均3.8米。煤层倾角0~15°,平均5°。煤层结构较复杂,有镜煤、亮煤、及暗煤组成,半光亮型,块状及粉末状。煤层自然倾向为I类自燃。煤尘爆炸强度为强爆炸。属于中灰、特低硫、低磷煤层,牌号为弱粘煤、和少量1/3焦煤。伪顶主要为砂页岩,厚度0.1-0.3米。直接顶为粉砂岩,厚度8.08米。直接底主要为细砂岩,厚度8.17米。
正常生产期间209综采面瓦斯涌出量38m3/min左右,209采面采用顶板钻孔抽放+低位巷抽放+本煤层抽放组合方式,采面抽放率在
16
70%以上。
3.2.1顶板钻孔抽放法
顶板钻孔分别布置在本采面的胶带顺槽、轨道顺槽及低抽巷内。209采面两巷顶板钻孔布置在钻场内,钻场间距为40米,第一钻场距采面切眼80米,详见209采面顶板钻孔布孔图。钻场布置在巷邦,深5m,宽6m,高不低于2.4m,跟顶掘进,若顶板松软破碎,钻场尚须挑出硬顶,以利于封孔。每个钻场布置5个钻孔,钻孔呈扇状以5°的间隔角度均匀布置,终孔高度30米,孔深80~90m,相邻钻场钻孔搭接约40米,因初采期间采空区顶板冒落范围不大,终孔高度可适当降低,两巷一、二钻场钻孔终孔点高度分别降为20m及25m。低抽巷顶板钻孔不做钻场,在低抽巷内直接施工,每组钻孔施工7个,终孔高30米,孔深80~100m,与209轨巷钻孔错开布置,低抽巷钻孔通过金属套管与209轨巷Φ300管路收口抽放。正常生产期间,209采面两巷及低抽巷顶板钻孔平均抽放总量12.6m3/min左右,平均抽放浓度30%以上,由工业广场泵站抽放。 3.2.2 低抽巷抽放法(解决隅角瓦斯)
隅角抽放法为上邻近层卸压抽放的第二主导抽放方法,主要抽放冒落带瓦斯,防治隅角瓦斯积聚。在209回风巷顶板往上6 m,内错7m(中对中)布置低抽巷,在巷口打密闭,密闭内插入2趟Φ500管路,由井下-230大巷泵站抽放,该泵站共安装3台大泵,2台工作,1台备用,单台泵的额定抽放量360 m3/min,标态流速能达到200
17
-218.5-200.0-183.3-183.3-218.5-200.0209低抽巷209低抽巷-219.3-218.921°-203.5-202.81-219.3-218.921°-203.5-202.81-206.5-191.72-204.9-206.5-191.72-204.913213234-213.9-205.4434-213.9-205.455455-211.266-219.9-211.266-219.9209采面低抽巷及本煤层钻孔布置平面图778778209采面顶板钻孔布置平面图-211.598-211.5989111010-223.0-229.79111010-223.0209胶带顺槽209轨道顺槽209胶带顺槽5209轨道顺槽1212-218.81113-218.8-233.21113121412141513-232.215135-232.21616-237.1-225.51714181519-225.5171418-242.1-242.115191620-243.51620209采面切眼209采面切眼-251.1-251.1-262.3-266.2-266.2209采面切眼209采面切眼
18
m3/min以上。正常生产期间低抽巷抽放浓度3~5%,抽放量13m3/min左右。
3.2.3 本煤层抽放
209采面两巷本煤层深孔在掘巷期间施工,提前预抽采面瓦斯。煤孔与顶板孔共用钻场,每个钻场扇形布孔10个,吨钻孔量为0.045米(是AQ标准的1.5倍),孔深80~90m。因我矿煤层透气性较差,209采面本煤层深孔抽放效果也不大理想,正常生产期间,本煤层钻孔抽放浓度较低在10%以下,抽放量很少仅有1.0m3/min左右,由-200胶巷移动泵站抽放,孔口抽放负压不小于13kPa。
3.3 306采面抽放方法与抽放效果
306综采面,采用U型通风方式,胶带顺槽进风,轨道顺槽回风。工作面走向长650米,倾向长160米,煤层厚度1.65~2.87米,平均2.1米,煤层倾角平均3度。煤层结构简单,为单斜构造,局部地段含夹矸,厚度多在0.1~0.3m,由镜煤、亮煤及暗煤组成,为光亮型煤。伪顶主要为炭质泥岩、炭质页岩,厚度0.1~0.3米。直接顶为粉细砂岩互层,厚度1.75米。底板为粉细砂岩互层,厚度10.12米。地质构造简单,局部有波状起伏。自燃倾向性为I类自燃,煤尘具有强爆炸性。
正常生产期间306主采面瓦斯涌出量50m3/min左右(周期来压期间最高达62m3/min),采用本煤层钻孔+顶板钻孔+隅角管路综合抽放方法,采面抽放率高达90%以上,采面回风瓦斯浓度保持在0.6%以下,隅角瓦斯部分得到发电利用。
19
3.3.1顶板钻孔抽放法
顶板钻孔主要抽放裂隙带瓦斯,钻孔布置在采面进回风两巷,与本煤层孔共用钻场。钻场布置在巷邦,深5m,宽6m,高不低于2.4m,跟顶掘进,若顶板松软破碎,钻场尚须挑出硬顶,以利于封孔。每个钻场呈扇状均匀布置5个Φ94mm顶板钻孔,终孔高度25米,孔深80~90m,相邻钻场钻孔搭接约40米。因初采期间采空区顶板冒落范围不大,终孔高度可适当降低,一、二钻场钻孔终孔点高度分别降为15m及20m。钻孔提前1个月施工(相对于采面月推进度),采用铁管封孔,封孔长度9米。
正常生产期间306采面两巷顶板钻孔平均抽放总量25m3/min左右,平均抽放浓度30%以上,由地面工业广泵站场抽放。 3.3.2 隅角抽放
在采面回风顺槽敷设两趟Φ500管路,直接插入采面隅角,抽放隅角瓦斯。一趟伸入液压支架尾部5m以内,正常生产期间瓦斯抽放浓度2.5%左右,抽放量5m3/min左右,由三采区临时泵站抽采;另一趟伸入架尾5~10m,瓦斯抽放浓度7.5%左右,抽放量15m3/min左右,由风井永久泵站抽采,用于低浓发电。采面停采撤面期间,在隅角连续垛渣袋墙抽放。管路抽放隅角瓦斯虽能取得接近低抽巷的抽放效果,但日常回缩管路频繁,日常管理难度大。
20
0~±90°,钻杆直径63.5~73毫米,钻杆长度1.5米,回转速度10~300转/分,回转扭矩1850牛2米,给进能力105千牛,起拔能力73千牛,主泵及副泵额定压力21兆帕,电机功率37千瓦,油箱有效容积180升,钻机总重2.5吨。岩孔一般呈扇形布置在顶板中,封孔长度9m以上,选用金属管及矿用高分子化学材料封孔。
煤孔施工选用的钻机全部配套螺旋钻杆,主要有重庆产:ZYR-1900型煤矿用全液压坑道钻机,钻进能力200m,终孔直径94mm,55kw,2000kg。杭州产SGZ-IIIA(原ZL300HA)型和ZLJ2350(SGZL-3B)型煤矿用坑道钻机,钻进能力300m,终孔直径94mm,卷扬能力20kN,立轴行程500㎜,立轴内径60㎜,18.5kw,1200kg。煤孔一般顺煤层布置,封孔长度12m以上,选用聚乙烯管及矿用高分子化学材料封孔。
6.hbmkxyy@163.com 联系人:李东善 电话:18712720288
31