高瓦斯厚煤层综放工作面采空区瓦斯抽放的研究.pdf

万方数据
采用美国MatIl啪rks公司的M㈣B软件对测定数据高瓦斯厚煤层综放工作面采空区瓦斯抽放的研究30m’／曲．个别工作面最大瓦斯涌出量甚至超过90mj／煤炭工程2007年第9期方前程，王兆丰，王林瓦斯抽放，有效的避免了工作面及上隅角瓦斯超限，保障了工作面的安全生产。关键词：采空区；冒落带；瓦斯抽放；穿层钻孔；埋管摘要：以现场实测数据为基础，结合MAll．AB软件对测定数据进行模拟。得到采空区上覆岩层冒落带的高度。进而确定了采空区穿层钻孔抽放瓦斯的合理层位，并结合埋管进行采空区中图分类号：TD712+．6文献标识码：B文章编号：167l—0959(2007)09“)77m3铜川矿务局焦坪矿区各矿均采用综采放顶煤工艺开采瓦斯油气共生易自燃厚煤层放顶煤开采瓦斯治理技术集成与示范”研究项目，在采用穿层钻孔配合埋管进行采空区风流瓦斯超限问题。l矿井概况klIl2，处于泾、洛两水系分水岭的泾1600m，最低处+1200m。煤系地层为倾向西北的单斜构期3—6个月，属特厚易燃煤层。其次是3号煤，仅在浅部4—2煤层相距加一柏m。4—2煤层直接顶板多为粉砂岩及砂质泥岩．一般厚2～4m，中等坚硬；在安定群、直罗群2采空区冒落带殛穿层钻孔合理层位的确定目前，可以用于工作面“三带”测定的方法有地面探测法、经验计算法、浅层地震勘探法、钻孔返水计量法、声波用，尤其在现场环境比较复杂的条件下更能体现其价值。2．1冒落带测定区冒落带的轮廓线与冒落带高度。2．2现场实验在215综放面灌浆巷的适当地点，按照图1布孔方式，向采空区方向施工不同仰角的穿层钻孔，测定213综放工作面采空区冒落带高度。进行模拟，得出的冒落带轮廓线如图2所示，由图可以看采用的冒落带高度计算公式巩=(3—4)珂计算(Jj『为煤层采艘高度)，宴测地点213综放面采空区冒落带高度皿=基金项目：国家“十五”科技攻关资助项目(2005BA813D嗍一01)作者简介：方前程(1982一)，男，河南驻马店人，河南理工大学在读硕士研究生，研究方向为瓦斯灾害防治。(河南理工大学，河南焦作454000)4—2煤层，由于煤层厚度大、瓦斯含量高，加之煤层顶板岩层中有多层富含油气的砂岩，采掘工作面的瓦斯涌出量非常之高，据统计，综放工作面瓦斯涌出量普遍高于Ⅱlin，掘进工作面瓦斯涌出量一般为10一15矗／ⅡIin，少数高达27一／硼iII。针对下石节矿在瓦斯治理上存在抽采系统能力不足。抽放方式单一。瓦斯抽放浓度不高，抽放率低的问题，河南理工大学承担了国家。十五”科技攻关“高瓦斯抽放方面取得了很好的效果，有效地解决上隅角和回下石节煤矿位于陕西省铜川市和耀县西北。距铜川市约54km．面积约13．2水一侧，山峦重叠，沟谷纵横，地形复杂。地表最高点+造，浅部倾角14。一19。，深部5。一10。，局部地方并有起伏。煤系地层共含煤1、2、3、4—1，及4—2五层煤，分属中侏罗系直罗群(J：)及下侏罗系延安群(J1)。其中主要可采煤层为4—2层，一般厚10一12m，最厚达34m。发火上石节一带和深部部分地区可采，一般厚O一3m，最厚达5．07m。4—2煤层结构简单，含夹矸l一2层，煤质坚硬。3号煤结构复杂，常有一层夹矸将3号煤分成两个分层，与有局部含油。直接底扳为炭质泥岩．根土岩和花斑泥岩，总厚度为6—24m，遇水易变形膨胀(膨胀率5．8％一24．5％)。成像识别法等。结合下石节矿的特点和经济实用的原则，选择钻孔返水计量法进行测定，其最大的特点就是简单易操作、普遍性强，在不同地质条件、不同埋深的矿井都可采向工作面采空区施工不同角度的仰孔，打钻过程中，注水压力保持定值条件下，测试每米孔段每分钟内返水量，当出现孔口回水突然减小或者不返水的现象时，就说明钻孔的终孔已经打到冒落带中，这时的钻孔长度即为钻孔与采空区冒落带的交点。根据实测获得的不同角度仰孔与冒落带的交点，采用数值模拟进行曲线拟合，即可确定采空出，213综放面采空区冒落带最大高度为62m，冒落带高度(巩)约为实测地点采高(日)的4—4．76倍。按照我国通常收稿日期：2007—06—18
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层钻孔瓦斯抽放量变化范围为0．33—22．1一／曲，平均煤炭工程在回风顺槽与灌浆巷之间的联络巷中预置∞00咖抽3l一／曲，占总瓦斯抽放量的22007年第9期(3—4)x(13一15．5)=52—62m。由此可知，实测的冒落带高度与理论计算值基本吻合。用钻场方式扇形布孔，钻场问距柏一50m，钻场内布置5—7个钻孔。由于各钻场设置地点煤层厚度、倾角有差异，钻场放管路，当工作面推过联络巷口10m左右时，打开抽放管内钻孔布置参数需要根据具体条件调整，但必须保证终孔层阀门对采空区进行抽放，穿层钻孔配合埋管抽放采空区及3效果考察瓦斯抽放量及构成图4为考察期内。穿层钻孔+埋管1方式的瓦斯抽