提高中小型煤矿瓦斯抽采效率浅析.pdf

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1、能源技术与管理2013年第38卷第6期EnergyTechnologyandManagementV01

2、38No．6doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2013．06．012提高中小型煤矿瓦斯抽采效率浅析张开加(中煤科工集团沈阳研究院，辽宁沈阳110016)[摘要]针对中小型煤矿瓦斯及突出煤层区域瓦斯抽采效率偏低、严重制约矿井采掘作业安全进行的问题，在理论分析的基础上，结合煤矿生产实际，探讨适合中小型煤矿瓦斯抽放系统的抽采效率手段和方法，保证煤矿的正常安全生产。[关键词]中小型煤矿；瓦斯抽采；

3、效果分析；封孔方法；生产管理[中图分类号]TD712+．6[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2013)06028_O327rro。m’~(p；-p1)7r’A(po-p~)0引言一一2d．1nln有突出危险的煤层区域，抽采煤层瓦斯是降00低煤层突出危险、保证安全生产的重要措施n]。但Q=q。t是，由于煤层条件、施工水平、日常生产管理等原式中q—时刻的钻孔瓦斯涌出强度，因，导致部分矿井瓦斯抽采效果较差，不能满足煤m3／(min·m)；矿安全生产需要，严重制约煤矿的发展l2]，特别是口0_钻孔瓦斯涌出初始

4、强度，在中小型煤矿，瓦斯抽采效果问题更加突出。m3／(rain·m)；q一在t时的钻孔瓦斯涌出量，1问题的提出m3／min；贵州A煤矿为外地矿务局在贵州省投资建p一在t时间内钻孔瓦斯涌出总量，设的煤矿，可采煤层均为有突出危险煤层，按照设m3；计将上部c5煤层作为保护层首先开采，C5煤层一钻孔内瓦斯流动时间，min；属于可以抽采煤层，但煤层厚度较小，平均厚度约p一煤层原始瓦斯压力，MPa；1m左右，而且变化较大。瓦斯抽采效果很差。抽p—煤层原始瓦斯压力，MPa；采钻孔接入抽采管路后，部分钻孔接抽前几天瓦p『厂标准状况

5、下的大气压，取斯浓度较高，但随后很快衰减，顺煤层抽采钻孔瓦0．1MPa；斯平均浓度仅为5％，孔口负压一般在10kPa以A一煤层透气性系数，m2／(MPa。·d)；下，穿层瓦斯抽采钻孔效果较顺层抽采钻孔稍好，R一钻孔瓦斯流动场的影响半径，m；但矿井总体抽采效果很差，采掘工作面瓦斯超限钻孔半径，m；现象频发，瓦斯抽采工作成为限制煤矿产量的瓶m一钻孔穿煤长度，m。颈，严重影响煤矿正常的生产。为改善其瓦斯抽采由上式可以看出，钻孔抽采效果主要与钻孔的效果，对其进行了深入的研究。暴露煤层的面积、瓦斯流动场的边界条件、钻孔的抽采

6、时间以及煤层透气性系数有关。2影响抽采效果的因素分析结合A煤矿实际情况具体分析如下：2．1技术因素(1)钻孔暴露煤层的面积主要与钻孔半径、影响瓦斯抽采效果的因素很多，根据煤层瓦钻孔穿煤长度、钻孔密度等有关。该因素主要针对斯流动理论及抽采瓦斯实践经验，钻孔瓦斯流动顺层抽采钻孔，当钻孔孔径很大或钻孔很长时，不规律可以用下式表达：仅井下打钻费用高，而且工艺比较难实现，同时钻22孔容易塌孔而被堵塞。如果煤层具有煤与瓦斯突g出危险I生，大直径钻孔在打钻过程中对煤体影响加大，可能会诱发煤层瓦斯突出。根据A煤矿情2013年12月

7、Feb．，2013张开加提高中小型煤矿瓦斯抽采效率浅析29况，A煤矿C5煤层厚度较小，而且变化较大，导致类，一类是通过开采上下保护层，使本煤层煤炭卸部分顺层钻孔未能穿过煤层，减少了钻孔暴露煤压、膨胀变形，从而增加煤层透气性；另一类是通层的面积，对煤矿抽采效果造成一定影响。过人为扩大、沟通和产生新的煤层裂隙通道的方(2)改变瓦斯流动场的边界条件主要是提高法增加煤层透气性。现阶段研究比较多的方法有煤层原始瓦斯压力、提高瓦斯抽采负压。目前提高松动爆破、水力压裂、水力割缝、深孔预裂爆破等煤层瓦斯压力主要是通过向煤层注入高压

8、水或高方法。这些方法在国家重大课题及科研攻关项目压气体来实现，其在理论及工艺技术方面都存在的支承下，都取得了一定的成果，但由于技术、装较大问题：注水后瓦斯与水在煤体中呈二相流动，备、成本等原因，实际应用还受到较大的限制。当煤体内的空隙被水湿润饱和后，气相流动的渗A煤矿属于新建的中小型矿井，煤矿的经济透系数反而变小，导致瓦斯流量被抑制；注高压气及技术力量有限，目前并不具备采用增加煤层透体则需解决煤对混合气体的吸附、解吸能力的问气性以提高抽采效果的条件，而且C5煤层属于题及向煤层中注气的均匀性、注高压气体的安全可以抽采

9、煤层，基本可以满足抽采的要求。性、混合气体的爆炸性等问题。2-2管理因素因此，从改变瓦斯流动场的边界条件方面考矿井管理也是影响抽采效果的重要因素，主虑提高瓦斯抽采效果，主要依靠提高瓦斯抽采负要包括钻孑L施工质量和封孔质量的监督管理、抽压。而影响瓦斯抽采负压的因素主要是抽放泵的采系统日常的管理等。其中钻孔施工质量和封孔能力和抽放管路及抽采钻孔封孔的气密性。A煤