東曲煤礦12418綜采工作面瓦斯抽采系統(tǒng)研究

王 杰

（山西西山白家莊礦業(yè)有限責(zé)任公司,太原 030022)

1672-5050（2017)05-0056-02

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.10.016

2017-07-01

王杰（1986-),男,山西芮城人,大學(xué)本科,助理工程師,從事煤礦機(jī)電技術(shù)工作。

東曲煤礦12418綜采工作面瓦斯抽采系統(tǒng)研究

王 杰

（山西西山白家莊礦業(yè)有限責(zé)任公司,太原 030022)

東曲煤礦12418工作面掘進(jìn)時(shí)的瓦斯涌出為回采期間最大絕對(duì)瓦斯涌出量16 m3/min,其中抽采量9.6 m3/min,抽采率為60%,因此該工作面必須采取抽采治理瓦斯措施。根據(jù)東曲煤礦12418綜采工作面所采煤層情況及瓦斯含量特點(diǎn),分析了回采期間最大絕對(duì)瓦斯涌出量,提出了合理的瓦斯抽采系統(tǒng),確保了工作面安全生產(chǎn),為類似工作面瓦斯治理提供依據(jù)。

綜采工作面;絕對(duì)瓦斯涌出量;瓦斯治理

1 工作面概況

東曲煤礦12418工作面位于井下973水平四采區(qū),工作面標(biāo)高980 m～1 016 m。12418工作面北西為已形成的12412工作面,北東為主要大巷保護(hù)煤柱,南西為木路塔村（采區(qū)邊界),南東為已回采完的12414工作面。工作面煤厚在0.50 m～1.60 m之間,平均煤厚1.09 m。煤厚變化較大,屬較穩(wěn)定煤層;煤層傾角1°～8°,平均傾角4°。2#煤容重1.37 t/m3,煤質(zhì)為瘦煤?？刹蓛?chǔ)量14.37萬(wàn)t。

2 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)

2#煤層瓦斯基本參數(shù):堅(jiān)固性系數(shù)f=0.40,瓦斯放散初速度為12 mL/s,瓦斯吸附常數(shù)a值為31.278 cm3/（g·r-1),瓦斯吸附常數(shù)b值為0.829 MPa-1,煤的孔隙率為2.17,瓦斯壓力為0.86 MPa,煤層透氣性系數(shù)為0.641,真密度1.38 m3/t。實(shí)測(cè)瓦斯含量為3.79 m3/t～4.56 m3/t。根據(jù)相鄰的12410工作面回采時(shí)的瓦斯涌出量、《東曲煤礦瓦斯涌出量預(yù)測(cè)》以及12418工作面掘進(jìn)時(shí)的瓦斯涌出情況,算得12418工作面回采期間最大絕對(duì)瓦斯涌出量為16 m3/min[1-2]。其中抽采量9.6 m3/min,抽采率為60.00%,故該工作面必須采取抽采治理瓦斯措施。

3 瓦斯抽采系統(tǒng)

3.1本煤層鉆孔

在12418工作面軌順口50 m處開(kāi)始施工抽采鉆孔,至12418切眼結(jié)束,共設(shè)計(jì)施工155個(gè),合計(jì)進(jìn)尺13 950 m。鉆孔的開(kāi)孔位置在距底板1.5 m處,鉆孔傾角取2°～3°,鉆孔直徑113 mm,鉆孔間距為6 m（沿工作面走向),鉆孔深度為90 m。本煤層鉆孔抽采量為1.5 m3/min。

3.2低位裂隙帶鉆孔

在12418工作面皮順每隔50 m施工一組鉆孔進(jìn)入工作面頂板低位裂隙帶內(nèi)進(jìn)行瓦斯抽采,鉆孔的開(kāi)孔位置在煤壁與頂板交接處,第一組鉆孔距工作面切眼80 m處,至12418皮順口結(jié)束,每組施工4個(gè)鉆孔,鉆孔直徑為113 mm,鉆孔間距為每組鉆孔間距為50 m,每個(gè)鉆孔間距確定為1 m（沿工作面走向),鉆孔方位角按照鉆孔終孔位d置內(nèi)錯(cuò)工作面煤壁5 m、10 m、15 m和20 m,每個(gè)鉆孔的方位角分別為4°、7°、10°和14°,鉆孔傾角為10°,鉆孔深度為85 m[3-4]。共設(shè)計(jì)施工16組64個(gè)鉆孔,合計(jì)進(jìn)尺5 440 m。預(yù)計(jì)低位裂隙帶抽采量為1.8 m3/min。12418皮順低位迎向裂隙帶鉆孔施工圖,見(jiàn)圖1。

1-a 鉆孔剖面圖

3.3高位裂隙帶鉆孔

在12418工作面皮順每隔8 m施工一個(gè)鉆孔進(jìn)

入工作面頂板高位裂隙帶內(nèi)進(jìn)行瓦斯抽采,鉆孔的開(kāi)孔位置在煤壁與頂板交接處,第一個(gè)鉆孔距工作面切眼75 m處,至12418皮順口結(jié)束,共設(shè)計(jì)施工104個(gè)鉆孔,合計(jì)進(jìn)尺9776 m。鉆孔方位角為28°,鉆孔傾角為25°,鉆孔深度為94 m,鉆孔直徑為 113 mm,鉆孔間距:每個(gè)鉆孔間距為8m（沿工作面走向)。預(yù)計(jì)高位裂隙帶抽采量為2.2 m3/min。

3.4頂板走向長(zhǎng)鉆孔

在四采2#煤輔助運(yùn)輸巷施工1#鉆場(chǎng)、12418皮順內(nèi)施工2#鉆場(chǎng),鉆場(chǎng)間距420 m,1#、2#鉆場(chǎng)各布置鉆孔7個(gè),開(kāi)孔間距0.4 m,孔徑96 mm,孔深550 m,合計(jì)施工鉆孔數(shù)量18個(gè),總進(jìn)尺7 700 m。預(yù)計(jì)頂板走向長(zhǎng)鉆孔抽采量為1.8 m3/min。

3.5下鄰近層抽采鉆孔

12418工作面正下方為14412工作面,12418工作面走向長(zhǎng)度比14412工作面走向長(zhǎng)270 m。在14412切眼133 m處開(kāi)始施工抽采鉆孔至14412切眼與14412皮順交匯處結(jié)束,共設(shè)計(jì)施工22個(gè)鉆孔,合計(jì)進(jìn)尺5 940 m[5]。鉆孔的開(kāi)孔位置在距底板1.5 m處,鉆孔傾角范取2°～3°,鉆孔直徑為113 mm,鉆孔間距為5 m,預(yù)計(jì)下鄰近層抽采鉆孔抽采量為1.1 m3/min。

3.6上隅角抽采

工作面上隅角采用懸管法進(jìn)行抽采,選用12418移動(dòng)抽采系統(tǒng)抽采。上隅角抽采鉆孔抽采量為1.2 m3/min。

4 結(jié)束語(yǔ)

12418工作面瓦斯綜合治理,通過(guò)采取本煤層抽采、低位裂隙帶鉆孔、高位裂隙帶鉆孔、頂板走向長(zhǎng)鉆孔抽采、下鄰近層鉆孔、上隅角抽采及合理有效的通風(fēng)措施,確保了工作面安全生產(chǎn),對(duì)類似工作面瓦斯治理有一定借鑒作用。

[1] 柏發(fā)松.煤層鉆孔瓦斯流量的數(shù)值模擬[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版),2004,24（2):11-12.

BAI Fasong.Numerical Simulation of the Gas Flow Quantity from Boreholes in Coal Seam[J].Journal of Anhui University of Science and Technology（Natural Science),2004,24（2):11-12.

[2] 周世寧,林柏泉.煤層瓦斯賦存與流動(dòng)理論[M].北京: 煤炭工業(yè)出版社,1999.

[3] 林柏泉.礦井瓦斯防治理論與技術(shù)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2010.

[4] 張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2001.

[5] 董魁.綜采工作面采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)的應(yīng)用研究[D].太原:太原理工大學(xué),2009.

GasDrainageSystemof12418Fully-mechanizedMiningFaceinDongquMine

WANGJie

（BaijiazhuangMiningCo.,Ltd.,Taiyuan030022,China)

In the advancing of 12418 working face, the maximum absolute gas emission is 16 m3/min and drainage quantity is 9.6 m3/min （with the drainage rate of 60%). As a result, gas control must be adopted in the working face. Based on the features of the coal seam and gas concentration, the maximum absolute gas emission was studied to propose a reasonable gas drainage system to ensure the safe production of the working face, which could be useful for the gas control in the similar working faces.

fully-mechanized mining face; absolute gas emission quantity; gas control

TD712

A

（編輯:薄小玲)