二矿中厚煤层预抽研究与应用

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1、二矿中厚煤层瓦斯采前预抽技术研究与应用技术报告国阳二矿2010年9月二矿中厚煤层瓦斯采前预抽技术研究与应用一、项口名称：中厚煤层瓦斯采前预抽技术研究与应用二、申报单位：国阳二矿三、参加人员：王群力、胡金平、贾俊宝、张恒珍、戎浩四、改造前情况：随着矿井开采深度的增加，开采工艺的不断改善，回采工作面的单产日益增大，矿山压力、瓦斯压力愈来愈大。煤层中释放瓦斯量不断增加，仅仅依靠风排回风巷瓦斯已经不能满足生产的需要。根据工作面准备巷掘进期间的瓦斯统计，我矿所采的单一煤层3#、8#煤赋存瓦斯较大，特别是在

2、回采工作面初采期间，我矿3#煤、8#煤(71313、71317、21103、21203等工作面)的本煤层瓦斯风排量最大达到20〜30m3/min；回采工作面回风巷和混合段的瓦斯经常处于超限状态。因此，对开采层煤层进行瓦斯预抽己经是迫在眉睫的工作。五、方案研究与实施：A、瓦斯抽采效呆分析只有使这些影响因素都达到要求，协调统一才能使该技术发挥它本身的优势。下面对影响瓦斯抽采技术的因素做简单分析：1、技术因素(1)瓦斯抽放泵。抽放泵是抽出瓦斯的动力源，其性能直接决定了管路里的瓦斯流量和压力，是影响瓦斯

3、抽采率的主要因素之一。(2)管路。选择瓦斯抽采管路是决定抽采投资和抽采效果的重要因素之一.主要影响因素有管道长度、直径、阻力和接头的密封性。⑶钻机和钻孔参数。目前，我国缺乏高效率的钻机、钻具，致使钻孔难以满足抽采要求，从而影响抽采效果.影响抽采效果的钻孔参数主要有：①钻孔直径.钻孔直径大，钻孔暴露煤的面积也大，则钻孔瓦斯涌出量也较大；②钻孔角度；③钻孔长度。单一钻孔的瓦斯抽放量与其长度基本上成正比关系，因此在钻机性能和施工技术水平允许的的条件下，尽量采用长钻孔以增加抽放量和效益；④钻孔间甌钻孔间

4、距减小，在一个钻场内的钻孔数目增加，瓦斯抽出量也增加，同时每个单孔的抽出量减少.钻孔数日越多，瓦斯量衰减越快，钻孔数目减少，瓦斯量衰减越慢•所以，如果有较长的抽放时间，孔数可少些，如果抽放时间较短，孔数可多些.但孔数多了又不经济，因而要针对采区的实际条件、瓦斯储量、预计的抽放率来决定；⑤抽采负压•抽放负压越大，抽采量越大，但当负压到一定程度后，抽采效果就不会明显增加，有时反而会影响抽采效果，要根据具体情况确定；⑥孔口密封材料与技术.据原苏联资料，进入抽放系统的空气有80%以上是通过钻孔吸入的，如

5、果钻孔空气的吸入量减少1/2-1/3,钻孔的瓦斯量可望增加1.5〜2倍.因此，国外很重视封孔质量，对材料、长度都作了明确规定，如封孔材料要求用聚胺脂，封孔长度规定为10〜15m。（4）瓦斯抽采管理。管理水平的高低直接影响抽效果的好坏.瓦斯抽采日常管理工作主要有：瓦斯基础参数观测及记录、瓦斯泵站管理、管路敷设与拆除、钻孔检查、管网巡检放水等。就如何管理在本文第三章作宙分析。2、口然因素影响抽放效果的自然因素主要包括矿井瓦斯储量和煤层的天然透气系数.（1）矿井瓦斯储量是矿井开采过程中能够向矿井排放的

6、瓦斯量。主要取决于煤层保存瓦斯的自然条件，诸如煤、岩层的结构和物理化学性质，成煤后的地质运动和地质构造等.（2）煤层透气系数是决定未卸压煤层抽放效果的关键性因素。我国多数煤层属低透气性煤层，进行瓦斯预抽比较困难，须采用专门措施增加其透气，提高瓦斯抽放率.B、煤层气的利用煤层气是洁净、高效的气体燃料。井下抽放系统回收的煤层气屮CH4的浓度平均为30-50%,可直接供给矿区居民用户以及食堂、医院、学校等福利用户。而地面井回收的煤层气，CH4的浓度在90%以上，可通过管道供给附近城市，也可以注入现有的

7、天然气管道。在我国，进行煤层气抽放的煤矿一般都建立了区域性供气管道系统，向矿区居民供应煤层气。与人工煤气相比，煤层气民用具有投资少、效益高的特点，它不需要零件气源厂。对于人规模的煤层气生产，需要建设长距离输气管道将煤层气送至周围的大、屮城市。煤层气利用系统一般有瓦斯泵、瓦斯罐、调压站和输气管道组成。我国目前有两类煤气供应系统，一类为低压一级供应系统，煤层气压力主要维持在2kPa以上；另一类为中、低压供应系统，中压压力为35kPa、低压2kPa。在一般情况下，瓦斯罐内的起亚为5-6kPao煤层气民

8、用的基本技术条件如下：1）CH4浓度＞30%；2）足够的起源、稳定的气压；3）气体混合物中无有害杂质4）完善的气体储存和输送设备。煤层气做居民用气时，CH4浓度不允许有大的波动。设计时CH4浓度应根据井下抽放煤层气的CH4浓度、城镇用户原有气源的种类和灶具的适应性综合考虑后确定。为保证供气的可靠性和稳定性，还应设置稳定热值装置。这种利用方式的缺点是对煤层气CH4浓度要求较严格，尤其CH4浓度低的煤层气在没有增热的情况下不能利用。煤层气的民用主要包括矿区居民的炊事和供热以及矿区食堂、幼儿园和学校等