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文檔簡介
1、綜采面瓦斯涌出規(guī)律的分析及綜合防治措施康家灘煤礦是神華集團(tuán)神東公司所屬的大型出口煤基地之一,位于山西省保德縣境內(nèi),生產(chǎn)能力可達(dá)8Mt/a ,一個綜采面和三個連采面保產(chǎn)。目前, 88201 綜采面的生產(chǎn)能力為日產(chǎn) 2.5 萬 t 左右,是典型的高產(chǎn)高效工作面。瓦斯涌出具備如下的特點(diǎn):煤層瓦斯含量不大,但由于綜合機(jī)械化程度高,開采強(qiáng)度大,產(chǎn)量集中,采面生產(chǎn)過程中,瓦斯涌出量較大,經(jīng)常造成下隅角和回風(fēng)瓦斯超限。因而,在88201 綜采面的回采過程中,我們對其瓦斯涌出規(guī)律及來源進(jìn)行了研究,并有針對性地采取了各種防治措施,從而保證了 88201 工作面的安全回采。1 試驗(yàn)工作面概況88201 綜采工作面
2、位于康家灘礦井田中北部的二采區(qū),工作面走向長2830m ,推進(jìn)長度 2667m ,傾斜長 240m ,設(shè)計(jì)采高 3.5m ,密度 1.47t/m3, 可采儲量 3.2932Mt 。煤層原始瓦斯含量小于1.91m3/t( 88202 工作面瓦斯含量測值)。工作面自 2003 年 6 月份開始回采, 12 底回采結(jié)束。工作面所開采的8#煤層總體為簡單型的寬緩背斜構(gòu)造,北翼走向515。,傾角2。3。,軸部煤層走向0。,傾角4。,南翼走向170。185。,傾角5。6。,回風(fēng)順槽有四條小斷導(dǎo)層,膠帶輔助運(yùn)輸順槽有三條小斷層,開切眼以南800m 范圍內(nèi)有二組大型裂隙帶。工作面采用下行通風(fēng)方式,即工作面上輔
3、運(yùn)巷和膠運(yùn)巷進(jìn)風(fēng),下輔運(yùn)巷回風(fēng),構(gòu)成兩進(jìn)一回通風(fēng)系統(tǒng)。邊界進(jìn)風(fēng)巷貫通前工作面布置及通風(fēng)方式如圖 1 所示。188201 綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖(邊界進(jìn)風(fēng)巷貫通前)2 綜采工作面瓦斯涌出規(guī)律及來源分析88201 綜采工作面自 6 月 8 日開始生產(chǎn)以來,受頂板初次來壓、周期來壓、采空區(qū)面積、地質(zhì)構(gòu)造等因素的影響,工作面瓦斯絕對涌出量隨著回采距離的增加有明顯上升趨勢。由圖 2 可以看:隨著88201 工作面的回采推進(jìn),工作面絕對瓦斯涌出量一直持續(xù)上升,最高時達(dá)48m3/min ;工作面采場涌出量基本維持在510m3/min之間;而采空區(qū)的瓦斯涌出量最高時可達(dá)30m3/min 。另外,瓦斯涌出曲線中出
4、現(xiàn)了幾個波動性較大的峰值,經(jīng)調(diào)查和分析,這與工作面回采到一定距離,采空區(qū)老頂來壓跨落,造成聯(lián)巷密閉壓裂壓壞,采空區(qū)瓦斯集中涌出有關(guān),尤其是從尾排聯(lián)巷涌出的瓦斯最高達(dá)10m3/min 左右。通過對88201 工作面瓦斯涌出來源和構(gòu)成實(shí)測于工作面巷道煤壁和落煤、采空區(qū)(包括下下分層留煤瓦斯涌出)以及后部邊界進(jìn)風(fēng)的瓦斯,其中采空區(qū)瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的 50%70%。采空區(qū)瓦斯涌出的大幅度增加是造成綜采工作面回風(fēng)及尾巷瓦斯超限的主要原因。主要涌出點(diǎn)為尾排聯(lián)巷及其滯后的兩、三個聯(lián)巷。288201 工作面絕對瓦斯涌出量曲線388201 綜采工作面瓦斯防治技術(shù)措施及效果通過上面的分析,可知 882
5、01 工作面的瓦斯主要來源于采空區(qū),所以采取的主要措施就是減少采空區(qū)瓦斯涌出或者改變采空區(qū)瓦斯涌出的地點(diǎn)。( 1) 增加風(fēng)量及設(shè)置 “尾排 ”聯(lián)巷。由于工作面的下隅角經(jīng)常處于超限狀態(tài),嚴(yán)重地制約了工作面的高產(chǎn)高效及安全生產(chǎn)。為了保證回采工作面的安全、高效生產(chǎn),結(jié)合88201 工作面的實(shí)際情況,采取增加風(fēng)量,風(fēng)量由原來的 2250m3/min 逐次增加到 3300m3/min 、 3600m3/min 、 4100m3/min ,最后增加到 4350m3/min ,同時在輔運(yùn)巷與膠運(yùn)巷之間的聯(lián)絡(luò)巷密閉滯后采面一個聯(lián)巷,形成一段“尾巷” ,以解決下隅角瓦斯超限問題。通過增加風(fēng)量及設(shè)置 “尾巷 ”的
6、措施,從而使下隅角的瓦斯基本控制在1.0%以下,有效地解決了工作面下隅角瓦斯的超限問題。( 2) 貫通邊界進(jìn)風(fēng)巷。雖然 “尾排 ”聯(lián)巷有效地解決下隅角的超限問題,但是還是存在 “尾巷 ”后部瓦斯積聚及 “尾排聯(lián)巷 ” 出口周邊及回風(fēng)瓦斯超限的問題。雖然同時也采用了用局部通風(fēng)機(jī)吹的辦法,但是效果不太明顯。為了徹底解決輔運(yùn)巷后部瓦斯的措施,邊界進(jìn)風(fēng)巷貫通后,采取了貫通邊界進(jìn)風(fēng)巷的措施,邊界進(jìn)風(fēng)巷貫通后,配風(fēng)量在1600m3/min 左右,這一措施有效地解決了 “尾巷 ”后部的瓦斯積聚。但是,由于下輔運(yùn)巷的頂板下沉、片幫嚴(yán)重以及需要加強(qiáng)支護(hù)而使巷道有效通風(fēng)斷面減少,致使配風(fēng)量減少到已不足 1000m
7、3/min ,再加上邊界進(jìn)風(fēng)中的瓦斯?jié)舛仍?.8%0.9%,所以有效風(fēng)量較少,未能解決尾排聯(lián)巷”出口周邊及回風(fēng)瓦斯超限的問題。邊界進(jìn)風(fēng)巷貫通后 88201 綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)如圖 3 所示。388201 綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖(邊界進(jìn)風(fēng)巷貫通后)( 3) 采空區(qū)局部瓦斯抽放。針對 88201 工作面的瓦斯涌出主要來源于采空區(qū)的上下分層遺煤,所以采取了采空區(qū)瓦斯投放這一治本的措施。采空區(qū)瓦斯抽放主要采取的是在密閉聯(lián)巷內(nèi)埋管(埋250的PE管)的抽入方法,主要抽放點(diǎn)為尾排聯(lián)巷及其滯后的兩三個聯(lián)巷。抽放泵采用撫順分院生產(chǎn)的YD-IV 型移動泵(陽大抽放量為40m3/min ) ,共三臺運(yùn)轉(zhuǎn),一臺備用,
8、瓦斯抽放濃度為5%27%,平均為16%;抽放量為515m3/min ,平均為10m3/min。這一措施的實(shí)施取得了明顯的效果,使工作面回風(fēng)中的瓦斯?jié)舛冉档土?.20.3%。實(shí)施采空區(qū)瓦斯抽放以來工作面中部及下隅角從未出現(xiàn)過瓦斯超限現(xiàn)象。( 4) 加強(qiáng)巷道支護(hù)及聯(lián)巷密閉。經(jīng)調(diào)查和分析,工作面回采到一定距離后,采空區(qū)老頂來壓跨落,使聯(lián)巷密閉壓裂壓壞,造成采空區(qū)瓦斯集中涌出,從而造成了工作面回風(fēng)瓦斯嚴(yán)重超限。針對這一特點(diǎn)我們采取加強(qiáng)巷道及聯(lián)巷的支護(hù)(打木垛及錨網(wǎng)持護(hù)),并且改進(jìn)了聯(lián)巷的密閉方式,采用剛?cè)岵⒂茫ㄓ詈骄珠]下部用磚止部用羅克休材料)的方式,從而保證了聯(lián)巷密閉的質(zhì)量,不僅減少了采空區(qū)的瓦斯涌
9、出,而且也提高瓦斯抽放濃度,從而有效地降低了回風(fēng)瓦斯?jié)舛取#?5) 利用88202 偽斜腰巷進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整。通過采取上述的各種技術(shù)措施,有效地降低了綜采工作面的回風(fēng)瓦斯?jié)舛?,但是沒有徹底根治瓦斯問題。通過分析認(rèn)為邊界進(jìn)風(fēng)巷攜帶瓦斯約為 10m3/min ,后部采空區(qū)通過密閉涌出瓦斯量約為 10m3/min ,這兩部分瓦斯是造成工作面回風(fēng)瓦斯超限的主要原因。所以決定采取封閉 31聯(lián)巷以里的輔運(yùn)巷,改為 88202 偽斜腰對輔運(yùn)巷進(jìn)行配風(fēng),風(fēng)量在 700m3/min 左右,工作面總進(jìn)風(fēng)降到了300m3/min 左右,這一措施的實(shí)施徹底根治了 88201 的瓦斯問題,使88201 回風(fēng)的瓦斯?jié)舛冉档土?0.5%,瓦斯?jié)舛纫惨恢北3衷?.5%以下,從而保證了88201 工作面的安全順利地回采完畢。4 結(jié)束語( 1) 通過對 88201 工作面的瓦斯涌出資料統(tǒng)計(jì)分析,可知采空區(qū)瓦斯涌出的大幅度增加是造成綜采工作面回風(fēng)及尾巷瓦斯超限的主要原因,采空區(qū)瓦斯涌出量占整個工作面瓦斯涌出量的50%70%。2)采用
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