祁南煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术实践研究

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1、祁南煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术实践研究：本文根据祁南煤矿具体的工程地质条件，设计了相应的高位钻孔瓦斯抽放系统，并对抽放效果进行了监测与分析认为：高位钻孔抽放瓦斯浓度、瓦斯量及流量均随钻场距工作面的距离越来越近，先增大后减小；钻孔抽放纯瓦斯量随着抽放负压的增大而增大；714工作面较以往工作面瓦斯抽放浓度和瓦斯平均抽放率有很大提高，通过实施高位钻孔抽放瓦斯，消除了瓦斯超限现象，满足工作面安全生产要求，保证了工作面的安全回采。　　关键词：高位钻孔瓦斯抽放　　　　1、工作面概况　　714工作面为81采区右翼第二个区段，其左侧与713工作面相邻，该面尚未准备；上部与712工作面相邻

2、，该面已回采结束；下部与716工作面相邻，该面尚未准备；右侧以BF19断层保护煤柱为边界。工作面标高为-445.8～-516.9m。工作面联合回采71、72两层煤，走向长865m，倾斜宽145m，煤层倾角5～16°。工作面机、风巷均采用U型钢支架，工作面采用大支架一次采全高的综采工艺，直接冒落法管理顶板。根据勘探资料分析，工作面72煤层瓦斯含量约8.74ml/g,最高可达10ml/g，71煤层平均瓦斯含量约6.4ml/g，两层煤瓦斯含量均较高，且7煤层具有瓦斯突出危险性。煤层顶底板以泥岩、粉砂岩为主，围岩透气性较差，对瓦斯散逸起到一定的屏蔽作用。　　2、高位钻孔瓦斯抽放

3、系统设计　　根据顶板钻孔层位、钻孔之间的压茬关系、钻孔与风巷的平距及钻场间距计算出钻孔长度。各钻场钻孔沿倾向方向控制范围示意图如图1所示。　　3、高位钻孔瓦斯抽放效果分析　　3.1714工作面钻场瓦斯抽放数据统计分析　　由图2可以看出，在工作面距钻场30～70m的一段抽采中，抽采编组C7的瓦斯抽采浓度都在20%～80%之间，抽采编组C6的瓦斯抽采浓度也在10%以上。这是由于工作面初采阶段，煤层顶板在逐步冒落，C7抽放组的高位钻孔终孔的法距在16m以下，正好处于关键层1以下的岩层中，岩层在移动和破坏过程中裂隙发育成熟，大量瓦斯聚集于此，便于抽采编组C7抽采。由于61煤、6

4、2煤及周围岩层受采动影响小，以及高位钻孔周围岩层裂隙不太发育，致使高位钻孔周围岩层渗透率变小，不利于瓦斯抽采，故抽采瓦斯浓度较低。　　由图3-图5可以看出，抽采编组C7、抽采编组C6的瓦斯浓度随着钻场距工作面的距离越来越小，先升高后降低。　　对于抽采编组C7，当第二、四钻场距离工作面在80～90m时，第三钻场距离工作面在110～120m时其抽采浓度也在10%以上，保证了工作面安全通过前一个钻场。而在第二钻场距工作面35～80m，第三钻场距工作面40～110m，第四钻场距离工作面在40～80m时抽采瓦斯的浓度在15～20%以上；当工作面距离钻场不到35～40m左右时抽采瓦

5、斯的浓度就迅速降低，因此将钻场抽采压茬距离控制在30m以上是比较合理，能够使高位钻孔延续高浓度抽采，防止工作面过钻场时出现瓦斯超限现象，为地面瓦斯发电厂发电提供了稳定的气源。　　对于抽采编组C6，在第二、三钻场距工作面不足15m时，抽采瓦斯的浓度降低，主要是由于钻孔的有效抽采段处于煤层上方的“冒落带”，积聚在此区域的瓦斯较少。在钻场距工作面大于65m时，抽采瓦斯的浓度在20%以下，主要是钻孔的有效抽采段周围的岩层裂隙不够发育，不利于抽采采空区瓦斯和61煤、62煤释放的瓦斯。在钻场距工作面15～65m时，抽采瓦斯的浓度在15%以上，钻孔的有效抽采段周围岩层裂隙发育成熟，此

6、范围内高位钻孔有效抽采段处于煤层上方的“裂隙带”区域内，岩层的渗透率增大，便于抽采瓦斯。　　3.2714工作面瓦斯抽放总体效果分析　　根据祁南矿防突区2008年8月份～11月份的《714工作面回风巷孔板流量数据测量》，列出714工作面回风巷高位钻孔抽采干管抽采数据，如图6。根据祁南煤矿2008年《通风瓦斯调度日报》，整理汇总714工作面自高位钻孔抽采期间上隅角及回风巷瓦斯浓度变化情况，如图7。　　由图6可以看出，纯瓦斯抽采流量几乎与抽采负压成线性关系，负压越大，纯瓦斯抽采流量越大。但是，随着负压增加到一定值时，纯瓦斯抽采流量增加的非常缓慢，可能由于管路过长、密封性不好等

7、原因，致使抽采量增加缓慢。　　从图7可以看出，通过高位钻孔抽放瓦斯，回风巷瓦斯浓度控制在0.17～0.64％，平均值0.33％，最大值0.64％，完全能满足安全生产要求。上隅角瓦斯基本控制到0.25～0.86之间，平均值0.45％，最大值0.86％，小于1％的报警浓度，消除了瓦斯超限现象，保证了工作面的安全回采。但每次过钻场期间上隅角及回风巷瓦斯浓度均有上升波动，这是由于过钻场期间钻孔抽放效率降低的原因。　　工作面平均抽放瓦斯浓度为22.36%，较以前其它工作面抽放浓度有很大提高；最佳抽放距离为距钻场25~84m范围，抽放瓦斯浓度为10%