低透气性煤层综合强化高效抽采应用技术.pdf

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1、SefiaINo．539现代矿业总第539期March．2014M0DERNMINING2014年3月第3期低透气性煤层综合强化高效抽采应用技术水任砚东武晓东高伟王青祥(1．铁煤集团大隆煤矿；2．中国矿业大学安全工程学院)摘要根据大隆煤矿1201工作面的煤层特征和瓦斯来源，在该工作面采用了强化综合瓦斯抽采方法后，底板瓦斯道的抽采率始终保持在70％以上，顸、底板瓦斯道的瓦斯抽采效果明显，大大减少了抽采钻孔的工程量，取得了经济、安全生产和环保的多重效益。关键词低透气性煤层瓦斯抽采抽采流量煤矿瓦斯高效抽采是

2、瓦斯利用的前提条件，瓦面瓦斯利用综合设备等。由于地面钻井抽采成本斯气体的温室效应为二氧化碳的20倍左右，瓦斯的大，周期长，一般只在很少矿区采用，在此不再赘述。大量排放对全球大气变暖的贡献率约为15％，仅次2大隆煤矿综合强化抽采方法于二氧化碳⋯。现阶段，我国煤矿瓦斯的抽采存在2．1煤岩特征许多问题，比如煤层的赋存条件差，低透气性难以抽所采煤层为大隆煤矿二水平南一采区12煤采，工艺和装备落后等诸多原因。层，煤质较好，为复合煤层。煤层最大厚度4．0m，1我国瓦斯的主要抽采技术最小厚度1．6m，平均厚度2．2

3、0m，西厚东薄；局部确定适合特定煤层的瓦斯抽放方法，应结合具含夹矸1～2层，最大1．0m，最小0．15m，平均厚度体煤层的瓦斯参数、煤岩包围情况、水文地质条件、0．20m；透气性系数为一般为0．004～0．08，为较难巷道和工作面布置、经济效果对比等综合确定，抽采煤层。本工作面上覆S1901工作面已回采完选择最优抽采利用方案。目前衡量煤层瓦斯可抽性毕；南侧斜上方为大兴井田北一采区，4、7层已回采的主要参数有：①煤层的透气性系数A；②钻孑L瓦斯完毕，采动活动已稳定，对下覆12煤层的开采影响流量衰减系数。

4、根据这两个指标将煤层瓦斯抽放较小。的难易程度进行分类，如表1所示。2．2瓦斯抽采设计及抽放设备表1煤层瓦斯抽放难易程度分类按瓦斯来源可分为开采煤层抽采、临近煤层抽采和采空区抽采三类；按抽放机理分为未卸压抽采和卸压抽采；按瓦斯汇集方法分为钻孔抽采、巷道抽采和巷道与钻孔综合抽采]。由于大隆煤矿二采区l2煤层低透气性，一般常规瓦斯抽采技术很难(1)低透气性煤层瓦斯强化抽采阶段。上世纪达到预设抽采效果，所以应采取卸压临近层专用巷末的瓦斯抽采初期，试验了地面、井下水力压裂，水道抽采、本煤层密集交叉立体钻孔抽采和

5、顶板高位力割缝，松动爆破，大直径(扩孔)钻孔，网格式密集采空区抽采；另外，还应采取专用增透卸压方法，进布孔，预裂控制爆破，交叉布孔等多种强化措施。一步提高抽采效果，如采用水力压裂、水力割缝、松(2)综合抽采瓦斯阶段。现阶段随着采煤新技动爆破和深孔控制卸压爆破等。瓦斯抽采设备中央术和综采工作面的应用，新的瓦斯抽采技术和抽放瓦斯泵站有SK．200型水环式真空泵、SK一810型水设备也应运而生：很多矿区试验研究了煤层开采前环式真空泵和瓦斯泵，各设备相互之问可以自由切预先抽放瓦斯、临近被解放煤层专用巷道安全抽

6、采换。瓦斯管路可根据计算确定主管、分管和支管管瓦斯、采空区抽采瓦斯；瓦斯抽放管路设备优化和地径及管厚。2．3强化综合抽采方法应用高校基本科研业务费专项资金资助项目(编号：2013DXS02)。2．3．1密集交叉立体钻孔抽放方法任砚东(1977～)，男，助理工程师，112700辽宁省调兵山市。12煤层南一1201回顺各钻场间隔为30m，每】69任砚东武晓东等：低透气性煤层综合强化高效抽采应用技术2014年3月第3期表21201综采工作面回顺钻场部分钻子L参数表31201底板瓦斯道抽采量注：方位是指与回顺

7、逆时针方向的夹角；垂高是指钻孔的终孔点至煤层底板的投影距离。4抽放效果16钻场2孔和22钻场4孔抽底板瓦斯道效果5结语见表3。根据实测统计得出瓦斯抽放平均浓度为在大隆煤矿的二水平南一1201采场进行的瓦47％。前半段时间投入抽放钻孑L数为106个，瓦斯斯强化综合抽采方法试验和应用，交叉密集钻孔抽抽放纯流量2．24—6．36m／rain；自10月30Ft起又采、采空区顶板抽采和顶、底板瓦斯道的抽采率始终投入钻孔106个，瓦斯抽采量随之增加，达7．64～保持在70％以上，顶、底板瓦斯道的抽采效果大大10．

8、36m／rain，平均纯流量为8．61"11／rain。钻孔总减少了抽采钻孔的工程量，抽采效果明显，对于矿井数210个，煤孔总长947ITI，喷孔总煤量平均当量孔瓦斯抽采高效利用和安全环保有重要意义。径231mm，单孔平均纯流量为0．041m／min。总抽放纯量随时间的变化曲线见图6所示。参考文献0李文权．煤层顶板走向钻孔瓦斯抽放技术的应用[J]．煤炭技昌术，2006，25(6)：76-78．宣皿删[2]李博章，王军．网络布孔在瓦斯抽放中的应用[J]．陕