W3410刨煤機(jī)工作面瓦斯綜合治理技術(shù)

　　摘 要：通過對(duì)曉南煤礦W3410回采工作面瓦斯涌出特點(diǎn)的分析，針對(duì)性地采取合理配風(fēng)、采空區(qū)鉆孔抽放、采空區(qū)導(dǎo)入法抽放及瓦斯移動(dòng)泵抽放等綜合防治瓦斯措施，有效地治理了刨煤機(jī)工作面瓦斯超限問題，保證了刨煤機(jī)工作面的安全生產(chǎn)。

　　關(guān)鍵詞：刨煤機(jī)工作面;瓦斯抽放;導(dǎo)入法;綜合治理

　　1礦井及工作面概況

　　曉南煤礦1980年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬(wàn) t/a，經(jīng)改擴(kuò)建后，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t/a，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力穩(wěn)定在240萬(wàn)t/a以上，現(xiàn)有w2、W3共 2個(gè)采區(qū)。我礦于2002年引進(jìn)法國(guó)DBT公司刨煤機(jī)系統(tǒng)在W3409工作面首次安裝使用，W3410是我礦使用刨煤機(jī)生產(chǎn)的第二個(gè)工作面。W3410工作面位于西三采區(qū)北部，南側(cè)為W3409工作面采空區(qū)，北側(cè)為W3411工作面(尚未開拓)，西為W3二期 412工作面(尚未開拓)，東部以F23-1號(hào)斷層為界與西三采區(qū)二期相鄰;下部為7―2號(hào)煤層;層間距在 26-30m之間，上部為2號(hào)煤層(不可采)。該工作面走向長(zhǎng)795m，傾斜寬215m。工作面開采的是4―2號(hào)煤層，煤層厚度1.03~2.5m，平均1.77 m，東部薄，向西逐漸增厚;煤層傾角3°~10°，煤質(zhì)為長(zhǎng)焰煤。絕對(duì)瓦斯涌出量為303/m，煤塵具有爆炸性，“U”型通風(fēng)方式，全部陷落法管理頂板。

　　2 W3410回采工作面瓦斯涌出特點(diǎn)

　　通過對(duì)W，410工作面的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定和計(jì)算，可以得出工作面瓦斯的涌出特點(diǎn)。

　　(1)上隅角瓦斯偏高。刨煤機(jī)工作面由于采高小，工作面通風(fēng)斷面相對(duì)綜采面要小得多，工作面后方存在著一定的漏風(fēng)。通過實(shí)測(cè)，工作面中部風(fēng)量只有回風(fēng)順槽風(fēng)量的70%～80%，說(shuō)明工作面向采空區(qū)的漏風(fēng)量是很大的。工作面落煤及煤壁的涌出的瓦斯一部分很快被新鮮風(fēng)流沖淡、稀釋，一部分隨漏風(fēng)風(fēng)流涌人到采空區(qū);同時(shí)，遺煤及鄰近圍巖的瓦斯也積存于采空區(qū)中。采空區(qū)內(nèi)的瓦斯在雷諾數(shù)很小的層流狀態(tài)下，隨漏風(fēng)風(fēng)流運(yùn)移積聚在工作面上隅角一帶，造成上隅角處瓦斯?jié)舛绕摺?/P>

　　(2)采空區(qū)瓦斯涌出量較大。在采動(dòng)應(yīng)力影響下，采空區(qū)2側(cè)煤層(煤柱)破壞后釋放出的瓦斯(呈緩慢涌出狀態(tài))涌人工作面采空區(qū)，一般認(rèn)為應(yīng)力影響區(qū)在工作面以外的15―25m內(nèi);上鄰近層瓦斯隨頂板冒落破壞后，沿頂板卸壓角以外的冒落帶、裂縫帶、彎曲下沉帶急劇涌人工作面采空區(qū);下鄰近層其三向應(yīng)力狀態(tài)變成二向應(yīng)力狀態(tài)，根據(jù)材料力學(xué)原理，就要向上產(chǎn)生應(yīng)變，產(chǎn)生彎曲破壞(表現(xiàn)為底鼓)，其吸附狀態(tài)下的瓦斯就會(huì)解吸成游離狀態(tài)下的瓦斯，涌人工作面采空區(qū)。可以認(rèn)為：工作面的瓦斯來(lái)源有3個(gè)：開采層、鄰近層和采空區(qū)遺煤。由于生產(chǎn)過程中鄰近層和遺煤瓦斯均是通過采空區(qū)涌向工作面的，因此，可以認(rèn)為工作面的瓦斯涌出來(lái)源分為 2個(gè)：開采層和采空區(qū)。

　　根據(jù)W3410刨煤機(jī)工作面老頂初次垮落前后的瓦斯涌出量實(shí)測(cè)資料計(jì)算：開采層的瓦斯涌出量為15.48m3/min，占工作面瓦斯涌出量的51.65%，采空區(qū)瓦斯(鄰近層和采空區(qū)遺煤)涌出量為14.49 m3/min，占工作面瓦斯涌出量的48.35%。

　　3 瓦斯綜合治理措施

　　根據(jù)W3410刨煤機(jī)工作面的瓦斯涌出特點(diǎn)，我們針對(duì)性地采取了以下綜合措施治理瓦斯。

　　(1)合理配風(fēng)。對(duì)落煤及煤壁釋放的瓦斯和采空區(qū)涌出的瓦斯首先采用合理的風(fēng)排措施，即把 W3410工作面風(fēng)量配到1 500 m3/min，可排除瓦斯最大能力為15 m3/min。在開采初期，即在老頂初次跨落前，工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛纫恢北３衷?0.5%以下。

　　(2)利用頂板鉆孔和導(dǎo)人法治理采空區(qū)內(nèi)的瓦斯。①利用頂板鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯。頂板鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯主要是在W3410回風(fēng)順槽向工作面前上方打Φ89 mm抽放鉆孔，鉆場(chǎng)間距在25～30 m;鉆孔終孔位置在沿回風(fēng)順槽方向―超前1個(gè)鉆場(chǎng) 20～60 m，沿工作面方向落在卸壓區(qū)內(nèi)，并在距回風(fēng)順槽煤柱線20～80 m范圍內(nèi)，終孔高度在20～35m之間?？紤]到2個(gè)鉆場(chǎng)能夠同時(shí)抽放，每個(gè)鉆場(chǎng)采用多孔分層抽放的鉆孔布置方法，一般每個(gè)鉆場(chǎng)布置6個(gè)鉆孔(鉆孔分3層布置，每層布置2個(gè)孔)，第一組為低傾角長(zhǎng)鉆孔層布置，目的是盡早抽放瓦斯;第二組為中高傾角中長(zhǎng)鉆孔層布置，其服務(wù)時(shí)間最長(zhǎng);第三組為高傾角短鉆孔層布置，目的是工作面距離鉆場(chǎng)較近時(shí)，前2組鉆孔抽放的瓦斯?jié)舛鹊蜁r(shí)，該鉆孔在裂隙帶內(nèi)仍能抽放高濃度的瓦斯，為下一個(gè)鉆場(chǎng)接續(xù)服務(wù)。②利用采空區(qū)導(dǎo)入法治理 w3410采空區(qū)內(nèi)的瓦斯。即在W3410回風(fēng)順槽每隔100m向鄰近的W3409采空區(qū)打?qū)蚩?一般直徑為Φ114mm)4～6個(gè)。待W3410工作面推進(jìn)到導(dǎo)向孔位置時(shí)，W3410采空區(qū)與W3409采空區(qū)聯(lián)通，運(yùn)用另1套永久抽放系統(tǒng)對(duì)已采完的W3409采空區(qū)進(jìn)行抽放，使得W3410采空區(qū)內(nèi)瓦斯通過導(dǎo)向孔流向W3409采空區(qū)，達(dá)到降低W3410工作面瓦斯?jié)舛鹊哪康摹?/P>

　　(3)利用移動(dòng)瓦斯抽放泵抽放工作面上隅角瓦斯。我礦把原地面永久瓦斯抽放泵站的SK―42型抽放泵經(jīng)改造后用作井下移動(dòng)瓦斯泵站。由于該泵比YD―3或YD―5型移動(dòng)瓦斯泵抽放能力強(qiáng)，自安裝以來(lái)，w3410工作面上隅角的瓦斯?jié)舛茸畲鬄?1.2%，沒有出現(xiàn)瓦斯積聚、超限現(xiàn)象，很好的解決了上隅角瓦斯難題。

　　4 瓦斯治理效果

　　w3410刨煤工作面開采近5個(gè)月來(lái)，通過上述方法使得該工作面的回風(fēng)流瓦斯?jié)舛仁冀K穩(wěn)定在 0.4%～0.6%左右，上隅角的瓦斯?jié)舛纫矝]有出現(xiàn)過積聚、超限現(xiàn)象，達(dá)到了預(yù)期的瓦斯治理效果，為工作面的安全生產(chǎn)提供了保證。

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