斜交钻孔抽采邻近层瓦斯在陶二煤矿的应用.pdf

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1、2011年第5期中州煤炭总第185期斜交钻孔抽采邻近层瓦斯在陶二煤矿的应用张再镕，王重文(冀中能源邯郸矿业集团陶二煤矿，河北邯郸056105)摘要：陶二煤矿井田范围内煤层瓦斯具有明显的分区、分带特征，局部地区瓦斯分布复杂。为了有效治理1221l工作面瓦斯。基于砌体梁理论及煤层特点，提出了斜交钻孔抽采邻近层瓦斯方法，并对钻孔参数进行了计算与描述。实践证明，该方法操作简单，抽采效果较好，降低了回风巷瓦斯浓度，治理了上隅角瓦斯，提高了工作面回采速度。关键词：斜交钻孔；邻近层；瓦斯抽采；上隅角中图分类号：TD712．6文献标识码：B文章编号：100

2、3—0506(201I)05—0111一o3陶二煤矿隶属于冀中能源邯郸矿业集团，1982区域防突措施，工作面预抽达标后2煤层相对瓦斯年5月建成投产，设计生产能力90万t／a，经技术改涌出量4．37m／t，但其上部的1煤层由于未实施瓦造后核定生产能力125万t／a，2007年升级为煤与斯预抽，涌人回采空间的相对瓦斯量9．22m／t，最瓦斯突出矿井，20l0年矿井绝对瓦斯涌出量为29．7大达l5．31m。／t，1煤层涌人回采空问瓦斯占68％，m／rain，相对瓦斯涌出量为12．93m／t。主采1煤最大达78％，因此如何有效防治1煤层瓦斯涌入_T

3、层与2煤层，1煤平均厚1．04m，2煤平均厚3．17作面回采空间，成为治理瓦斯的关键。m．两层煤平均间距20m，均为突出煤层。目前，12斜交钻孔抽采理论煤最大瓦斯含量为18m／t，最大瓦斯压力1．86MPa：2煤最大瓦斯含量20nl／t，最大瓦斯压力根据钱呜高院士的砌体梁理论，沿_丁作面推1．51MPa。井田范围内煤层瓦斯具有明显的分区、进方向上覆岩层将分别经历煤壁支承影响区、离层分带特征，呈现南高北低状况。局部地区断层较多区、重新压实区，即“横三区”；由下而上将采空区覆且分布不规律，煤层受断层分割严重，瓦斯分布复岩移动划分为3个不同的地带

4、：冒落带、裂隙带、弯杂，具有瓦斯压力跳变特征。无理想的保护层可开曲下沉带，即“竖三带”。煤层开采后上覆岩的竖向采，主要采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯作为区域防突裂隙与横向裂隙分布将对瓦斯流动产生影响。，这措施，采用实测煤层残余瓦斯含量作为区域防突措些裂隙是瓦斯积聚的空间与通道，当采空区面积达施效果检验。到一定的范围后，采空区裂隙分布呈“0”形圈特征，它是工作面回采期间邻近层卸压瓦斯流向采空区的1工作面概况主要通道。按此理论，在上覆岩层的裂隙带内实施12211工作面走向长832m，倾斜长80m，煤层巷道或者钻孔则能够有效拦截邻近层的卸压瓦斯，埋深4

5、27～602m，开采的2煤层平均厚3．5m，煤层减少其向采掘空间涌人，而实施高位巷道或高位钻瓦斯含量7．809～10．000m／t，瓦斯压力在0．74～场拦截卸压瓦斯将使工程投人大、耗费时间长。0．90MPa，煤层透气性系数为0．I58m／(MPa·d)，因此，考虑到1煤层瓦斯含量不是很高的情况，采直接顶板为粉砂岩，基本顶为中砂岩，与1煤层平用斜交钻孔更为经济适用。均间距20m。工作面采用u型通风方式，平均风量3斜交钻孑L布置及施工为1200m／rain。采用预抽回采区域煤层瓦斯作为斜交钻孔，即在工作面回风巷中(可不设专用钻场)朝采空区方向

6、施工一系列与煤层顶板形成一收稿日期：2011—01—17定夹角的钻孔，其终孑L穿过顶板裂隙带直至进入l作者简介：张再镕(1981一)，男(土家族)，重庆黔江人，注册安全工程师，硕士，2008年毕业于中国矿业大学，主要从事矿井通风与瓦斯煤层顶板(图1)。根据计算，工作面初次垮落步距治理方面的管理与研究，现任陶二煤矿瓦斯治理科副科长。为15m，周期垮落步距为12m，冒落带高度为0～．111·2011年第5期中州煤炭总第185期14Ill，裂隙带高度为l4—35m，工作面上部的I煤砂浆。封孔时每个钻孔中插入O51mm、长20m的层正好位于裂隙带范

7、围内。钢管，其中花眼段长10m，封孔长度为进入顶板岩(1)钻场布置。根据计算并考虑到初次垮落前层不少于10m。98∞1煤层瓦斯涌人采空区较少，因此设计第1钻场距切眼60m，之后钻场间的问距调整为30m。加49●i一一一r／÷==：：：—!／冒落带噤层二二二二二=二二j匿二二二二二二二=二=二二二闺I钻场问距1周期垮初次垮始采30mI3om}33m．落12步m距落步距线图2工作面斜交钻孔布置平面一一j5m(5)钻孔抽放。采用2台(1台备用)2BEY~2图1工作面斜交钻孔布置剖面示意型、额定抽放流量150m／min的水环式真空泵抽采(2)钻孔布

8、置。在垂直方向以冒落带与裂隙带高位钻孔瓦斯。即高位钻孔通过51mm高压胶管分界线14m确定钻孔参数；在工作面走向以初次垮连接至225mm的聚乙烯管，最后由聚乙烯管连接落步距及周期