康家滩煤矿88201综采工作面瓦斯涌出

康家滩煤矿康家滩煤矿 8820188201 综采工作面瓦斯综采工作面瓦斯 涌出涌出 康家滩煤矿是神华集团神东公司所属的大型出口煤基地之 一 生产能力 8mt a 矿井现有一个综采面和三个连采掘进面 目前 88201 综采面的生产能力为 7mt a 左右 属高产高效工 作面 煤层瓦斯含量为 1 91m3 t 但由于综合机械化程度高 开采强度大 产量集中 采面生产过程中 瓦斯涌出量较大 经常造成下隅角和回风瓦斯超限 因而 在 88201 综采面的回 采过程中 我们对其瓦斯涌出规律及来源进行了分析 并有针 对性地采取了各种防治措施 从而保证了 88201 综采工作面的 正常回采 1 试验工作面概况 试验工作面概况 88201 综采工作面位于康家滩矿井田中北部的二采区 工 作面走向长 2830m 推进长度 2667m 倾斜长 240m 所采煤 层为 8 煤层 煤层平均厚度为 5 36m 设计采高 3 5m 容重 1 47t m3 可采储量 3 2932mt 工作面月生产能力为 66 万吨 工作面所开采的 8 煤层总体为简单型的宽缓背斜构造 北翼走向 5o 15o 倾角 2o 3o 轴部煤层走向 0o 倾角 4o 南翼走向 170o 185o 倾角 5o 6o 回风顺槽有四条小 断层 胶带辅助运输顺槽有三条小断层 开切眼以南 800m 范 围内有二组大型裂隙带 工作面原设计为下辅运顺槽和胶运顺槽进风 上巷单独回 风 后考虑到工作面单巷回风难以解决工作面回风隅角及回风 巷瓦斯超限问题 于是改为下行通风方式 即工作面上辅运顺 槽和胶运顺槽进风 下辅运顺槽回风 构成两进一回通风系统 其工作面布置及通风方式如图 1 所示 2 综采工作面瓦斯涌出规律及来源分析 综采工作面瓦斯涌出规律及来源分析 88201 综采工作面自 6 月 8 日开始生产以来 受顶板初次 来压 周期来压 采空区面积 地质构造等因素的影响 工作 面瓦斯绝对涌出量随着回采距离的增加呈明显上升趋势 由图 2 可以看出 随着 88201 工作面的回采推进 工作面绝对瓦斯 涌出量由 5m3 min 一直上升到目前的 45 48m3 min 工作面 采场瓦斯涌出量基本维持在 5 10m3 min 之间 而采空区的瓦 斯涌出量最高时可达 30m3 min 另外 由图 2 可以看出 瓦斯 涌出曲线中出现了几个波动性较大的峰值 经调查分析 工作 面每推进 120 米左右 采空区老顶来压跨落 联巷密闭压裂压 坏 造成采空区瓦斯集中涌出 尤其是从尾排联巷涌出的瓦斯 量都在 10m3 min 左右 88201 综采工作面采空区瓦斯涌出基本规律如下 1 随着采空区面积的扩大 采空区瓦斯涌出也逐渐增 大 并随着老顶周期性来压冒落 采空区瓦斯也周期性大量涌 出 并呈上升趋势 但增加到一定值时 在开采条件基本不变 的条件下 采空区瓦斯涌出趋于缓和 2 88201 工作面瓦斯涌出 90 来源于本煤层 其中 60 来 源于采空区 20 来源于工作面割煤及运输过程 20 来源于巷 道煤壁 浮煤涌出和边界进风带来的瓦斯 3 采空区瓦斯涌出的大幅度增加是造成综采工作面回 风及尾巷瓦斯超限的主要原因 主要涌出点为尾排联巷及其滞 后的两 三个联巷 3 88201 综采工作面瓦斯防治措施及效果综采工作面瓦斯防治措施及效果 通过上面的分析 可知 88201 工作面的瓦斯主要来源于采 空区 所以采取的主要措施就是减少采空区瓦斯涌出或者改变 采空区瓦斯涌出的地点 1 利用尾排联巷 降低回风隅角瓦斯 浓度 由于工作面的下隅角经常处于超限状态 严重地制约了工 作面高产高效安全生产 为了保证回采工作面的安全高效生产 结合 88201 工作面的实际情况 采取辅运顺槽与胶运顺槽之间 的联络巷密闭滞后采面一个联巷 形成一段尾巷 以解决下隅 角瓦斯超限问题 通过采取尾巷排瓦斯的措施 从而使下隅角 的瓦斯浓度控制在 1 0 以下 有效地解决了工作面下隅角瓦斯 超限问题 2 贯通边界尾巷 虽然尾排联巷有效地解决了回风隅角瓦斯超限问题 但是 还是存在尾巷后部瓦斯积聚及尾排联巷出口周边及回风瓦斯超 限问题 即使采用了用局扇吹的办法 但是效果不太明显 为 了解决辅运顺槽 后部瓦斯积聚及回风瓦斯超限问题 采取了贯 通边界尾巷的措施 边界尾巷贯通后 配风量在 1600m3 min 左右 这一措施有效地解决了尾巷后部的瓦斯积聚 但由于下 辅运顺槽顶板下沉 片帮严重 为加强支护而使巷道有效通风 断面减少导致尾巷配风量减少到不足 1000m3 min 再加上边界 进风的瓦斯浓度在 0 8 0 9 所以有效风量较少 未能彻底 解决尾排联巷出口周边及回风瓦斯超限的问题 尾巷贯通后 88201 综采工作面通风系统如图 3 所示 3 实施瓦斯抽放 1 采空区抽放 针对 88201 工作面的瓦斯涌出主要来源于采空区 所以采 取了采空区瓦斯抽放这一治本的措施 采空区瓦斯抽放主要采 取在联巷内密闭埋管 埋 250 的 pe 管 抽放方法 抽放泵采用 抚顺分院生产的 yd 型移动泵 最大抽放量为 40m3 min 共三台运转 一台备用 目前瓦斯抽放浓度为 10 27 平均 为 14 抽放纯量为 8 15m3 min 平均为 10m3 min 这一措 施的实施取得了明显的效果 使工作面回风的瓦斯浓度降低了 0 2 0 3 实施采空区瓦斯抽放以来工作面中部及下隅角从未 出现过瓦斯超限现象 2 本煤层预抽 由于康家滩煤矿及邻近矿井均未对 8 煤层进行过本煤层 预抽 8 煤层透气性系数为 2 34 7m2 mpa2d 属可以抽放煤层 因此我们在 88201 工作面回撤通道沿煤层布置了 40 个平行钻孔 孔距 5 米 孔深 100m 孔径 75mm 对本煤层进行瓦斯预抽 预抽目的一是通过预抽降低回撤通道附近煤层瓦斯含量 以保 证工作面安全回撤 二是为了试验本煤层预抽效果 通过对 4 9 10 预抽钻孔的各参数观测分析 得出 8 煤层瓦斯自 然涌出量特征见下表 8 煤层瓦斯自然涌出量特征计算结果表 表 1 衡量本煤层瓦斯抽放可行性的指标主要有三个 煤层的透 气性 钻孔瓦斯流量衰减系数 百米钻孔瓦斯极限涌出量 根 据上述指标将煤层预抽瓦斯难易程度分类如下表 煤层预抽瓦斯难易程度分类表 表 2 由表 1 与表 2 对比可 知 8 煤层从钻孔流量衰减系数及煤层透气性系数来判定为可 以抽放煤层 而从百米钻孔瓦斯极限抽放量来看属较难抽放煤 层 综上所述康家滩煤矿 8 煤层介于可以抽放与较难抽放之间 另从钻孔不同时间内瓦斯涌出总量及所占比例表 见附表 3 可以看出 钻孔抽放 6 个月后就几乎枯竭 如果按预抽 6 个月 的时间来考虑 百米钻孔单孔平均抽放量为 561m3 则工作面 累计抽放量为 q 40561 22440 m3 工作面吨煤瓦斯抽放量 q 为 q 22440 1002406 681 47 0 095 m3 t 工作面抽放率为 0 095 1 91100 5 从上面的计算结果看出 8 煤层预抽 6 个月的抽放率仅为 5 所以初步判断 8 煤层预抽效果不是很好 属较难抽放煤层 要 想取得好的抽放效果必须改变钻孔布置方式或采取一定的本煤 层强化抽放措施 4 加强巷道支护及联巷密闭 实践证明 采空区侧联巷支护强度不够 采空区老顶来压 跨落 易使联巷密闭压裂压坏 导致采空区瓦斯集中涌出 从 而造成了工作面回风瓦斯严重超限 针对这一问题我们一方面 采取加强巷道及联巷的超前补强支护 打木垛及锚索 挂网联 合支护 另一方面采用山东兖州浩珂伟博公司生产的具有良 好机械抗压性的新型高分子材料罗克休对采空区侧联巷进行封 闭 因该产品具有高膨胀率 中空充填时用量少 泡沫反应迅 速 有很好的抗压能力 经得起岩层的运动 不蔓延火焰 火 焰烧灼后不变形等特点 从而保证了联巷密闭的质量 不仅减少 了采空区的瓦斯涌出 而且也提高了瓦斯抽放浓度 有效地减 少了采空区瓦斯溢出 降低了工作面回风瓦斯浓度 4 结语结语 采取了上述各种瓦斯防治措施后 使 88201 综采工作面的 采场内 下隅角及回风巷的瓦斯浓度都控制在 1 0 以下 从而 保证了综采工作面的正常回采 每天的产量维持在 25000t 左右 1 通过对 88201 工作面的瓦斯涌出资料统计分析 可 知采空区瓦斯涌出是造成综采工作面回风及尾巷瓦斯超限的主 要原因 治理瓦斯必须首先找到瓦斯涌出源 做到分源治理 才 能取得较好的防治效果 2 高产高效综采工作面的瓦斯治理要采用综合防治措 施 必须以通风系统解决为前提 以瓦斯抽放为主要手段 以 现场管理为重点 采掘巷道设计要充分考虑瓦斯治理 技术管 理要超前服务于现场管理 形成全员 全方位 全过程瓦斯治 理格局 才能保证矿井安全高效生产 3 总结阳泉煤业集团瓦斯治理经验 综采工作面瓦斯