巖層頂板瓦斯巷在綜采放頂煤中的應(yīng)用

城子河礦立井145綜采隊(duì)現(xiàn)回采3#層俯采二面,該面屬高瓦斯工作面,在回采過(guò)程中最高瓦斯涌出量達(dá)49.5m3/min。在回采一面時(shí)采用了尾排巷排放瓦斯及上巷風(fēng)排方法治理瓦斯,這種方法配風(fēng)量大,上轉(zhuǎn)角及回風(fēng)巷經(jīng)常超限;在回采二面時(shí)采用了頂板瓦斯巷排放瓦斯,經(jīng)過(guò)實(shí)踐,證明這種方法是可行的、安全的、合理的,經(jīng)濟(jì)效果顯著。

分析了煤層頂板抽放瓦斯流場(chǎng)分布和瓦斯抽放的關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,針對(duì)首采煤層采取了綜合抽放瓦斯的方法,并對(duì)抽放方法進(jìn)行了抽放效果及經(jīng)濟(jì)效益方面對(duì)比,得出采用高抽巷抽放瓦斯效果最好。

介紹了高瓦斯炮采放頂煤工作面采空區(qū)煤層頂板抽放瓦斯的實(shí)踐,通過(guò)對(duì)鉆場(chǎng)中鉆孔抽放過(guò)程中的跟蹤測(cè)試、觀察、歸納分析,總結(jié)出提高瓦斯抽放效率的最佳頂板裂隙帶高度,并對(duì)關(guān)鍵性技術(shù)要點(diǎn)和裂隙帶高度的確定提供理論判定方法。

頂板瓦斯高抽巷的抽采效果與抽放負(fù)壓直接相關(guān)。結(jié)合陽(yáng)煤三礦k8206大采長(zhǎng)綜放面頂板瓦斯高抽巷實(shí)際抽采效果,通過(guò)數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析,得出頂板瓦斯高抽巷抽采正常期最優(yōu)抽放負(fù)壓,以期對(duì)高瓦斯礦區(qū)頂板瓦斯高抽巷的合理抽放參數(shù)確定提供科學(xué)依據(jù),實(shí)現(xiàn)礦井的煤與瓦斯安全高效共采。

經(jīng)過(guò)對(duì)盤江礦區(qū)多個(gè)回采工作面頂板瓦斯抽放巷抽放瓦斯的效果進(jìn)行調(diào)查研究,通過(guò)對(duì)回采工作面的瓦斯來(lái)源分析,按照煤層傾角和回采工作面的采高來(lái)確定回采工作面走向頂板瓦斯抽放巷的相對(duì)位置。

上隅角瓦斯超限是放頂煤開(kāi)采遇到的主要安全問(wèn)題,除采用e型通風(fēng)方式外,在較薄煤層布置專用瓦斯排放巷困難時(shí),可以采用頂板縱向鉆孔抽排瓦斯。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐研究,進(jìn)行了鉆孔的合理參數(shù)和實(shí)驗(yàn)效果的分析,其結(jié)論對(duì)放頂煤開(kāi)采的瓦斯防治有借鑒和指導(dǎo)作用

屯蘭礦屬于高瓦斯礦井,2003年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為:絕對(duì)瓦斯涌出量為142m3/min,相對(duì)瓦斯涌出量為18.6m3/t。通過(guò)不斷改進(jìn)瓦斯抽放系統(tǒng)和工藝,屯蘭礦提高了瓦斯抽放率,大幅度降低了采掘工作面瓦斯,有力地保證了礦井的安全生產(chǎn)。

朱集西煤礦井深1000m,設(shè)計(jì)年產(chǎn)量400萬(wàn)噸,屬高瓦斯易突出礦井,11501采煤工作面位于-960m水平,11501采煤工作面頂板瓦斯抽放巷位于-860m水平,巷道掘進(jìn)頂板距13-1煤底板法距為18.17m~29.11m,本文主要特探討巷道掘進(jìn)過(guò)程中防止誤揭13-1煤所采取的施工方法.

為了更高效地抽放煤層覆巖裂隙及離層的瓦斯,對(duì)煤層頂板水平長(zhǎng)鉆孔的層位選擇,參數(shù)確定,布置形式,鉆場(chǎng)的設(shè)計(jì)要求,鉆機(jī)、鉆桿、鉆頭的選擇以及鉆進(jìn)工藝參數(shù)的合理控制進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)證明走向長(zhǎng)鉆孔的抽放效果很大程度上取決于鉆孔所處的層位,只要保證鉆孔在工作面采空區(qū)的裂隙帶延伸,并采用合理的鉆進(jìn)工藝參數(shù),盡量延長(zhǎng)有效抽放長(zhǎng)度和采取有效的抽放參數(shù),就能取得理想的抽放效果。這可以解決上鄰近層和采空區(qū)的瓦斯抽放問(wèn)題。

伴隨著人們對(duì)近年來(lái)新聞事件的關(guān)注和了解,關(guān)于瓦斯的概念已經(jīng)越來(lái)越清晰。因?yàn)殚_(kāi)采技術(shù)的發(fā)展,目前瓦斯的防止已經(jīng)由原來(lái)單一形式的瓦斯抽放逐步改變?yōu)榫C合型有計(jì)劃的瓦斯抽采。

目前我國(guó)煤礦在近水平采煤工作面采用的施工頂板專用瓦斯抽采巖石巷道治理瓦斯的方法能取得理想效果,但工程量較大。以德國(guó)ddr1200定向鉆機(jī)在華晉焦煤公司沙曲礦14205采煤工作面施工為例,闡明定向鉆機(jī)在采煤工作面布置頂板長(zhǎng)距離瓦斯抽采定向鉆孔的優(yōu)勢(shì),為同類礦井采煤工作面瓦斯治理提供借鑒。

針對(duì)構(gòu)造型近距離煤層群的地質(zhì)條件,建立了構(gòu)造區(qū)底板瓦斯抽放巷屈曲破壞的力學(xué)模型。通過(guò)計(jì)算得出結(jié)論:當(dāng)巷道頂?shù)装逅茌S向壓力大于0.8倍使梁達(dá)到屈曲的最小軸向壓力時(shí),變形明顯增大;頂?shù)装遄冃纹茐膶?dǎo)致兩幫出現(xiàn)壓縮破壞;巷道圍巖破壞的發(fā)展與支承壓力轉(zhuǎn)移程度密切相關(guān)。結(jié)合力學(xué)分析、理論研究和礦井巷道圍巖與開(kāi)采環(huán)境條件,提出了底煤層開(kāi)采動(dòng)壓產(chǎn)生裂隙導(dǎo)通上煤層瓦斯通道的底板瓦斯抽放巷控制機(jī)理與支護(hù)新技術(shù),確定近距離煤層群兩工作面巷道的相對(duì)距離為35m,達(dá)到了近距離煤層群巷道掘進(jìn)與工作面開(kāi)采的瓦斯立體抽采的要求,既控制了瓦斯?jié)舛?實(shí)現(xiàn)了安全開(kāi)采,又保證了民用瓦斯用量。

針對(duì)峰峰集團(tuán)大淑村礦的實(shí)際地質(zhì)條件和瓦斯情況,設(shè)計(jì)了頂板水平長(zhǎng)鉆孔進(jìn)行瓦斯抽放的技術(shù)方案,并實(shí)測(cè)了瓦斯抽放量及抽放對(duì)工作面回風(fēng)和上隅角瓦斯涌出的影響。研究結(jié)果表明,只有將鉆孔至打采空區(qū)的冒落拱上方裂隙發(fā)育帶內(nèi)才能取得良好的抽放效果,頂板水平長(zhǎng)鉆孔代替尾巷是一種治理煤層瓦斯安全、經(jīng)濟(jì)的方法,尤其對(duì)采掘接替緊張的礦井,其優(yōu)越性更為突出。該技術(shù)為有效地利用瓦斯和礦井瓦斯治理提供了有效的技術(shù)手段。

根據(jù)礦山壓力及瓦斯涌出規(guī)律總結(jié),對(duì)近距離煤層群利用下煤層采面回風(fēng)巷作底板瓦斯抽放巷布置的可行性、合理性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了探討。

本文簡(jiǎn)要介紹了頂板巖巷網(wǎng)格穿層鉆孔抽采輔以機(jī)巷順層鉆孔抽采在突出煤層新采區(qū)開(kāi)拓過(guò)程中的運(yùn)用原理、布置方法、注意事項(xiàng)及相關(guān)的技術(shù)措施,在適宜的條件下實(shí)施該措施,可以降低成本,取得較好的經(jīng)濟(jì)及安全效益。

根據(jù)鐵法煤業(yè)集團(tuán)小青礦在w2705工作面采用頂板水平長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽采技術(shù)進(jìn)行瓦斯抽放的效果分析,證明頂板水平長(zhǎng)鉆孔技術(shù)瓦斯抽放效果好,能很好的解決薄煤層刨煤機(jī)工作面瓦斯時(shí)常超限的問(wèn)題,收到了良好的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

針對(duì)寺河礦二號(hào)井15#煤層本煤層瓦斯含量大、上覆采空區(qū)及鄰近層瓦斯涌出量大的實(shí)際問(wèn)題,在瓦斯抽放的基礎(chǔ)上,提出了一種新型的并列雙u型通風(fēng)方式,并對(duì)該通風(fēng)方式的構(gòu)成、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及其與大u套小u型通風(fēng)方式的區(qū)別進(jìn)行了論述。通過(guò)在xv1301工作面的瓦斯治理實(shí)踐表明,并列雙u型通風(fēng)方式通風(fēng)能力大、瓦斯處理能力強(qiáng),可消除上隅角風(fēng)流渦流狀態(tài),不易積聚瓦斯;工作面上隅角、回風(fēng)尾部聯(lián)絡(luò)巷及兩條回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛仁冀K處于受控狀態(tài)且有較大的富余系數(shù),保證了工作面的高效安全生產(chǎn)。

針對(duì)綜采放頂煤工艿開(kāi)采厚及特厚煤層．煤層防滅火和防治瓦斯方面．還存在一些隱患，使用頂板瓦斯尾巷排放瓦斯新技術(shù)，解決了防治瓦斯問(wèn)題。

根據(jù)鶴壁三礦炮采全層放頂煤工作面的實(shí)踐，闡述了頂板瓦斯排放巷在釋放瓦斯方面的原理和作用，并提出了實(shí)踐中應(yīng)注意的問(wèn)題

以貴州盤縣邦達(dá)公司紅果煤礦20121綜采工作面為例，介紹底板瓦斯抽放巷在開(kāi)采12#高瓦斯突出煤層中的成功應(yīng)用。

根據(jù)采空區(qū)上覆巖層移動(dòng)規(guī)律及瓦斯運(yùn)移規(guī)律,結(jié)合潞安集團(tuán)五陽(yáng)礦7801綜放面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,采用flac3d數(shù)值模擬的手段,對(duì)高抽巷頂?shù)装逑鄬?duì)移近量、兩幫相對(duì)移近量,最大主應(yīng)力進(jìn)行了分析,明確了采動(dòng)影響下高抽巷的變形破壞規(guī)律,優(yōu)化了高抽巷的空間布置。

以小屯煤礦為例，介紹了頂板瓦斯抽放巷在首采工作面開(kāi)采中的應(yīng)用，因小屯煤礦所有煤層均為突出煤層，首采工作面不能選擇保護(hù)層開(kāi)采作為區(qū)域防突措施，采用頂板瓦斯抽放巷作為首采工作面的區(qū)域防突措施。根據(jù)實(shí)際開(kāi)采情況來(lái)看取得了較好的效果，煤層在開(kāi)采前已消突，瓦斯得到充分釋放，在掘進(jìn)和采面回采期間未發(fā)生突出和瓦斯超限事故。