32003综放面科技成果

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1、绪论郑煤集团公司裴沟煤矿于1966年投产，设计生产能力120万吨/年。目前，矿井生产能力达210万吨/年。矿井通风方式为中央混合式，副井和深部立井为进风井，中央风井、陈沟风井为回风井，分别服务于32采区和34采区。矿井瓦斯分布不均，大致呈条带状分布，瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，“三软”不稳定厚煤层，煤层自然发火倾向等级为不易自燃。郑州矿区开采的二叠系山西组二1煤层属典型的“三软”不稳定厚煤层，煤层透气性较差。随着开采深度的递增，煤层瓦斯含量和压力不断增大。瓦斯问题已成为制约矿井安全生产的“瓶颈”。如何采取措施根治瓦斯降低矿井安全生产风险，已成为亟待解决的首要问题。近年来，裴沟煤矿根据各采掘工

2、作面的实际情况，因地制宜，运用多种方法对瓦斯治理工作进行了一系列的有益探索。2006年4月，根据32003综采放顶煤工作面掘进期间瓦斯地质资料收集分析，预计在回采期间瓦斯绝对涌出量为25-30m3/min，为降低回采期间瓦斯超限几率，使该面生产能力得到发挥，我们进行了煤壁浅孔抽采与高抽巷相结合的实验，该系统针对综采放顶煤工作面煤层较厚，瓦斯含量大，瓦斯赋15存不均匀的实际情况，充分利用瓦斯运移规律和回采工作面矿山压力的显现规律，有针对性地对综采放顶煤工作面瓦斯进行治理。取得了积极的效果，经济、社会效益十分明显，开创了科学治理瓦斯的新篇章。综合抽采在裴沟矿的成功应用，不仅有效地解决了“三软”

3、厚煤层综采放顶煤工作面的瓦斯问题，而且使井下综采工作面的工作环境得到极大的改善。15第一章技术路线一、工作面概况工作面位置：32003综放工作面位于32皮带下山东侧，南、北分别与32011和32001已采面相邻，开切口距宋大铁路200m，可采走向长1242m，倾斜宽130m。工作面地质条件：该工作面范围内地质构造西部以单斜为主，东部以F1断层斜穿工作面为主要特征，煤层厚度在3.4-17.1m之间，平均厚度10.8m，工作面上部煤层在17m以上，煤层倾角15-22度，平均19度。直接顶为泥岩：厚度1.6-9.7m，老顶为砂岩：厚度2.1-6.8m，直接底为砂质泥岩为：厚度8.1-11.5m，

4、老底为砂岩。工作面瓦斯情况：上、下副巷在掘进期间瓦斯绝对涌出量为3-5m3/min，预计在回采期间绝对瓦斯涌出量25-30m3/min。15第二章技术方案的比较与确定一、瓦斯涌出来源分析影响工作瓦斯涌出量的因素可分为生产因素和地质因素两大方面，从瓦斯涌出源分析，影响瓦斯涌出因素主要有以下几个方面：（1）煤层是瓦斯储存的最重要的地质因素，该面初期回采段煤层厚度在17米以上，瓦斯相对涌出量为7-11m3/min。（2）由于受地质因素影响切巷底丢煤在5米以上，不能被采出，并源源不断地涌出瓦斯。（3）工作面内瓦斯除了从采空区涌出外，其余都是从落煤和煤壁涌出的瓦斯。二、技术方案比较根据瓦斯涌出来源分

5、析，单一采用高抽巷抽采不能解决割煤机割煤瞬间瓦斯大量涌出的问题；利用本煤层瓦斯钻孔抽采原理，提前预抽拓宽瓦斯释放带，但由于“三软”煤层透气性较差，易塌孔，抽采效果极差；选用煤壁浅孔瓦斯抽采随采随抽，与高抽巷抽采同步进行，从根本上消减了瓦斯峰值，拓宽瓦斯释放带，避免割煤机割煤瞬间瓦斯异常涌出，降低了风排瓦斯的压力，从而能有效防止瓦斯超限现象的发生。三、技术方案的确定采用高抽巷和煤壁浅孔抽采综合治理瓦斯，不仅能够大大降低生产时瓦斯涌出峰值，降低工作面风排压力，改善工作面环境，减免瓦斯超限现象的几率，也为矿井的安全、稳产、高效打下了基础，同时也为今后科学治理瓦斯指出了新的方向。15第三章技术方案

6、的实施与效果考察第一节工作面进行瓦斯抽采的必要性32003综放面2006年3月20日开始试采，工作面配风量1100m3/min。地面抽采泵站抽采（高抽巷）浓度13%，流量90m3/min，可以满足安全生产。在工作面推进20米时，瓦斯问题成了制约该面安全生产的首要问题，此时，工作面风量已上调至1350m3/min，接近极限植。地面抽采泵站双泵并联抽采，抽采浓度11%，流量120m3/min。尽管如此，该面回风流瓦斯浓度生产前仍达0.5-0.6%，生产时经常处于临界植，上隅角瓦斯浓度0.9-1.9%，工作面被迫限产，每班最多采半排巷，日产量不足2000吨。根据现场测定，煤墙瓦斯含量极高，如何从

7、根本上采取措施减小煤体在采动过程中瓦斯的涌出量，进而保证安全和解放生产能力迫在眉睫。第二节瓦斯抽采原理根据32003工作面瓦斯涌出规律的现场考察结果表明，瓦斯主要来源于采空区、煤壁以及落煤过程中释放的瓦斯，其中采空区瓦斯涌出量占总瓦斯涌出量的50%左右，煤壁瓦斯涌出量占总瓦斯涌出量的30%左右，根据瓦斯涌出来源分析，采取综合治理技术，进行分源抽采、分源治理，不但能有效防治瓦斯超限，降低风排瓦斯的压力，从而改善工作面作业环