屯兰煤矿瓦斯抽采技术研究.pdf

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1、能源技术与管理2015年第40卷第5期38EnergyTechnologyandManagementVo1．40No．5doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2015．05．014屯兰煤矿瓦斯抽采技术研究李亮(山西约翰芬雷华能设计工程有限公司北京分公司，北京100004)[摘要]针对屯兰矿回采与掘进期间常发生瓦斯异常涌出现象，分析了矿井瓦斯基本赋存状况。分析表明，矿井瓦斯涌出来源包括开采层、邻近层、采空区，在此基础上。设计了本煤层预抽瓦斯，上下邻近层卸压瓦斯抽放、边采边抽、边掘边抽和采空区抽放相结合的

2、综合抽放方法，保证了矿井的安全高效生产。[关键词]瓦斯突出；抽采；邻近层；瓦斯涌出量[中图分类号]TD712+．621[文献标识码]B[文章编号]量，结果如表1所示。0引言表1开采层相对瓦斯涌出量计算屯兰煤矿属于煤与瓦斯突出矿井，在回采和掘进期间发生瓦斯异常涌出现象，严重制约着矿井的安全生产。瓦斯是一种优质洁净的能源，将抽出的瓦斯加以利用，可以变害为宝，改善能源结根据2、8煤层的厚度、瓦斯含量以及层间构，保护大气环境n]。因此，建立永久瓦斯抽采系距，通过计算可以得到邻近层相对瓦斯涌出量：2统，进行瓦斯抽采，变被动为主动开

3、发，对矿井的煤层的邻近层相对瓦斯涌出量为8．85m3／t·d，因安全生产与可持续发展意义重大。国内外许多学此可得出2、8煤层回采工作面相对瓦斯涌出量者、专家在瓦斯抽采技术方面做了很多探索和研为15．71m3／t·d和14．65m3／t·d。究[2-33，如采用煤层瓦斯预抽、保护层开采、在工作1．2掘进工作面瓦斯涌出量面打顺层钻孑L、高位钻孔、地面压裂钻孔、采空区通过分析掘进工作面瓦斯来源构成，掘进工埋管等方法抽采矿井瓦斯[，这些技术在实际工作面绝对瓦斯涌出量主要包括掘进工作面煤壁绝程应用中效果显著。然而在煤矿生产实践中，

4、采用对瓦斯涌出量以及落煤绝对瓦斯涌出量。单一的抽采技术解决所有的瓦斯问题是不切实际掘进期间煤壁瓦斯涌出量Q计算公式如下：的，因而要根据矿井实际情况，采用多种瓦斯抽采／厂r一＼方法，实现对煤矿瓦斯的综合抽采。本文通过分析Q1=D‘‘Q0‘【2、／W-一1】、Yr，屯兰矿瓦斯赋存情况，提出了本煤层预抽瓦斯，式中：D为巷道暴露煤壁在巷道横断面上的上、下邻近层卸压瓦斯抽放、边采边抽、边掘边抽周长，m；V为巷道平均掘进速度，m／min；￡为巷道和采空区抽放相结合的综合抽放方法。长度，m；Q。为煤壁瓦斯涌出强度，mX／t。1瓦斯赋存

5、概况其中Q。的计算公式：Q。：0．026X(0．0004XVad+0．16)XW01。1回采工作面瓦斯涌出量式中：Vad为煤的挥发分，％；W。为煤层原始工作面开采时瓦斯涌出量包括本层煤层瓦斯瓦斯含量，m3／t。涌出，以及受开采影响邻近煤层涌向本煤层的部根据上式可得煤壁瓦斯涌出量，计算结果如分瓦斯。煤层开采时，造成影响的有上部的02、表2所示。03煤层，下部的4、6、7煤层；8煤层开采时，对表2掘进工作面煤壁瓦斯涌出量上部有影响的邻近层有6、7、煤层，对下部有影响的邻近层有9煤层。通过地勘钻孑L测量瓦斯含量数据，根据有关数

6、据计算出煤层开采时本煤层的相对瓦斯涌出2015年l0月0。t．．2015李亮屯兰煤矿瓦斯抽采技术研究39掘进落煤瓦斯涌出量g计算公式为：为80～120m，设计孔底间距为5m。钻场间距和钻Q2=SxV~T~(IV。一)孔长度可根据瓦斯赋存情况、煤层地质条件灵活式中：5为煤巷掘进断面积，m2；V为掘进速调整，需保证抽采钻孔保持20m的超前距离。巷度，m／min；为煤的密度，fm。；为残存瓦斯含道掘进抽采钻孔布置示意图如图1所示。量，m／t。将有关数据代入上式，计算得到各煤层掘进工作面的落煤瓦斯涌出量如表3所示。表3掘进落煤瓦

7、斯涌出量图2巷道掘进抽采钻孑L布置示意图2．2邻近层瓦斯抽采工艺因此，2、8煤层掘进工作面的绝对瓦斯涌出根据矿井瓦斯涌出量预测结果，2和8煤层量分别为3．39m3／min和9．48m3／min。回采工作面瓦斯涌出中，邻近层瓦斯涌出量占有很大比例，故须对邻近层瓦斯进行单独抽采。开采2瓦斯抽采工艺层的采动影响极易造成其上部或下部的邻近煤层根据矿井地质条件以及瓦斯赋存特征，确定卸压，然后发生膨胀变形，其透气性猛烈增加。受本煤层预抽瓦斯，上下邻近层卸压瓦斯抽放、边采采动影响在岩层与煤层之间形成的层间空隙，既边抽、边掘边抽和采空区

8、抽放相结合的联合抽放是卸压瓦斯的储存地点，也是卸压瓦斯良好的流方法。通渠道挖]。故在屯兰煤矿钻孔穿入或透过这些层2．1开采层瓦斯抽采工艺间空隙就能取得较好的抽放效果。2．1．1回采工作面瓦斯抽采2．2．1上邻近层瓦斯抽采通过分析工作面瓦斯来源，可知屯兰煤矿回针对该矿井煤层赋存情况以及巷道布置方采期间矿井瓦斯主要来源于