高瓦斯综放工作面煤矿瓦斯综合治理方法浅谈

高瓦斯综放工作面煤矿瓦斯综合治高瓦斯综放工作面煤矿瓦斯综合治 理方法浅谈理方法浅谈 实现矿井高效集中生产 是目前矿井发展的主要模式 关键是 采用一次采全高综采放顶煤开采方法 由于瓦斯治理的难度 该采煤方法在高瓦斯矿井中的推广应用带还是受到了很大限制 采用顺层预抽与风排相结合的瓦斯综合治理方式 有效解决了 高瓦斯矿井采用一次采全高综采放顶煤开采的难题 靖远煤业 公司大水头煤矿应用该技术在东 103 综放工作面瓦斯治理取得 了良好的功效 实现了安全高效生产 1 概述 靖远煤业公司大水壮举煤矿是一对年产能力为 150 万 t 的高产 高效矿井 井田位于靖远煤田的中部 大宝向斜的南翼 走向 长 8 9km 倾斜宽 2 5km 面积 14 4km2 煤田属侏罗系中下统 窑街组 可采煤层为一层煤 厚度 0 23 37 78m 平均厚度 13 06m 由于受祁连车造山运动和井田大断层控制 井田内次生 构造发育 派生小断层随处可见 煤层节理裂隙发育 煤质松 软破碎 平均瓦斯含量 12 0m3 t 自然发火期 3 4 个月 属容 易自燃煤层 矿井为高瓦斯矿井 东 103 综放工作面走向长 1632m 倾斜宽 120m 地质储量 281 2 万 t 采用走向长壁综合机械化低位产项煤一次采全高全部垮落 法开采 于 2003 年 3 月 1 日投入试生产 区域内煤层赋存稳定 结构单一 平均煤厚 10 5m 倾角 0 9 工作面地质构造极 为复杂 工作面开采采用综采放顶煤一次采全高技术 全部垮 落法管理顶板 巷道支护采用无钢带锚网支护 工作面通风设 计为 一进二回 的 b 型通风方式 瓦斯排放巷沿煤层顶板布置 超前探测地质 主要排放瓦斯 回风 运输顺槽均沿煤槽均沿 煤层底板布置 东 103 工作面北邻腰水背斜轴部 南依 f40 断层 花尖子向斜 穿工作面 根据已揭露资料 工作面内地质构造极其复杂 共 揭露落差在 2 6m 的断层 6 条 煤层煤质松破碎 瓦斯含量高 压力大 在掘进施工中曾多次发生瓦斯涌出异常现象 2002 年 10 月 3 日凌晨 3 24 在施工回风顺槽至 1308m 处 该段处于 花尖子向斜构造影响带 并存在大量的伴生小断层 且煤体比 较松软 节理发育 呈斜交状 综掘机切割头割左帮顶煤时 煤爆声增大且随之发生大量冒顶 工作面煤尘飞扬 能见度极 低 当时回风流瓦斯浓度最高达 7 瓦斯超限持续 103min 冒落形成直径 2 3m 高约 6m 的形似圆柱体的孔洞 孔洞轴线 斜交左帮 70 冒落煤炭为煤渣煤 沫煤 无明显分选现象 冒 落煤炭将综掘机埋没 后部煤炭按自然安息角堆积 经计算 瓦斯涌出量达 1418m3 不包括期间正常瓦斯涌出量 冒落煤 炭 43t 瓦斯异常不但给工作面准备期间掘进带来困难 更主要 的是给工作面回采期间带来了管理难度 2 采取的安全技术措施 2 1 抽放措施 因东一采区为全煤巷开拓布置 瓦斯抽放工作只能采取顺层抽 放 东 103 工作面掘进 800m 左右时 制定了 东 103 工作面 瓦斯防治补充措施 确定了瓦斯掘前预抽 边掘边抽与长 短距离超前瓦斯释放钻孔相结合的综合瓦斯防治措施 1 加大瓦斯抽放工作力度 主要采取巷道抽放 顺煤层平行 上 下向布孔和顺层扇形层位重叠布孔联网抽放 单孔流量 0 022 0 045m3 min 抽放浓度 36 42 瓦斯排放巷 回风顺 槽每隔 60m 各施工 1 个钻场 排放巷场布置 9 外钻孔 其中向 回风顺槽呈扇形均匀布置 7 个 向排放巷掘进方向布置 2 个 回 风顺槽钻场向运输顺槽方向呈扇形均匀布置 7 个钻孔 施工结 束后及时连网抽放 以预抽掘进面前方煤体瓦斯 释放瓦斯压 力 为了达到掘进工作面瓦斯抽放的效果 瓦斯排放巷至少有 1 个抽放钻场超前于回风顺槽掘进面 沿排放巷掘进方向的钻 孔必须超前排放巷排进面 20m 回风顺糟至少有 1 个抽放钻场 超前于运输顺槽掘进面 瓦斯抽放钻孔布置详见图 1 图 1 东 103 工作面瓦斯抽放钻孔布置示意 2 施工超前瓦斯释放钻孔 掘进面施工长距离瓦斯释放钻孔 孔径不小于 75mm 长度不小于 60m 平行于巷道施工方向施 工 钻孔超前于掘进工作面的距离不得小于 3m 钻孔应控制到 巷道断面轮廓线外 2m 钻孔数量均为 6 个 长距离超前钻孔的 数量必须保证在 4 个以上 超前工作面安全距离不得少于 20m 短距离超前钻孔要保证每掘进循环施工 1 次 即保证安 全距离不小于 2m 3 采取防突措施后 用 wtc 瓦斯突出参数仪进行措施效果 检验 2 2 采用新型 b 型通风方式 治理综放面特大瓦斯涌出危害的根本措施首先是要抑制经放面 瓦斯涌出源的瓦斯涌出 减少工作面瓦斯涌出总量 在次要控 制采空区及高顶瓦斯的运移 通过排放巷排出 以降低工作面 上隅角 高顶 支架尾部和回风顺槽瓦斯浓度 因此 采用新 型 b 型通风技术 进行工作面通风系统调整 达到降低工作面 瓦斯浓度的目的 瓦斯排放巷的作用是排出采空区及高顶区高 浓度瓦斯 b 型通风联络巷的作用是配入一定量的新鲜风 来 稀释瓦斯排放出的高浓度瓦斯 确保总回风巷瓦斯浓度不超限 工作面 b 型通风系统示意图见图 2 图 2 东 103 工作面巷道布置及构造分布平面示意 3