采用定向钻机施工水平长钻孔抽放瓦斯可行性研究

1、采用定向钻机施工水平长钻孔抽放瓦斯可行性研究摘要：本文结合现场实际应用瓦斯抽放技术理论，对塔山 矿8102综采面顶回风巷采用定向钻机施工水平长钻孔抽放 瓦斯进行了可行性研究论证。目的是得出合理、有效的瓦斯 抽采工艺，从而达到提高瓦斯抽采更好的效果。最终为超前 治理综采工作面及衔接面瓦斯超限危害问题，提供安全生产 技术保障。关键词：瓦斯抽放、定向钻机、治理瓦斯、研究论证abstract： in this paper, the actual application of gas drainage technology theory, directional drill construction h

2、orizontal long borehole gas drainage feasibility studies on the tashan mine 8102 fully mechanized mining face top return a.irway. the purpose is to come to a reasonable, effective gas drainage process, so as to improve gas drainage better resuits. final for governance ahead of mechanized mining face

3、 and axticulation surface gas gauge hazards, provide safe production and technical support .keywords： gas dra in age and directi onal drilling rig, governance gas, research and feasibility studies中图分类号td81、矿井简况塔山矿是大同煤矿集团公司正在建设中的特大型矿井， 井田面积170.91km2,工业储量434786万吨，可采储量 298442. 06万吨。矿井设计生产能力1500万吨/年，服务年

4、 限为140年。开采石炭二叠系煤层，埋藏深度为300-500m。 井田位于山西省大同煤田东翼中东部边缘地带，在大同市西南约30km,距同煤集团公司总部17km。工业广场选在井田 西部边界附近的杨家窑村，地势较低，开阔平坦，交通便利。1.2、盘区划分根据井田地质及煤层赋存情况，井田划分为7个盘区开采。一、二盘区为精查区，其它为详查区。首采矿井东部的一盘区，主要可采煤层有35号和8号煤层，可采储量25938. 54 万吨。13、矿井通风矿井通风方式为抽出式，通风系统为多风井进回风、分 区通风。采用“三进一回”，主、副平山同及盘道进风立井为 进风井，盘道回风立井回风。永久主扇于2005年5月30日

5、正式投入运行，其型号为ann3600/2000n主扇，一台运 转，一台备用，主扇额定流量为23100m3 /min,驱动电机为 10kv三相异步电动机，型号为y7108,功率为1900kw。叶 片角度25度。总进风量10831m3/min,总回风量为 11320m3/mino 1.4、8102工作面及顶回风巷基本情况8102 工作面设计倾斜长度230m,走向长1540m,工作面南临1070 三条盘区大巷，北部与南郊区城关联营煤矿接壤，东西两侧 均为实体煤。采用综合机械化沿底全厚一次放顶煤方法开 采，割煤高度3.0-3. 5 m,放煤厚度可达12.5-15m,采煤 平均高度为15.5-18. 5

6、m0煤层挥发分大于37%,灰分10 一30%,有煤尘爆炸的危险性，煤尘爆炸指数为37.52%, 自然发火期为6-12个月。该面已推采630 m （2007-1-18统计塔山矿提供），每日 推采3.5-4 m。工作面配风2700m3/min,±隅角瓦斯浓度 0. 8%-0, 9%,放煤时瓦斯浓度可达1%, 氧化碳浓度 20-30ppm,回风流瓦斯浓度0.32%；工作面顶回风巷设计 长1540m,当时已掘240 m,断面3x2. 5 m2。该巷沿煤层顶 板掘进，内错8102工作面回风顺槽水平间距8mo采用 2x 15kw对旋风机（开一级）供风，风机吸风260 m3/min, 风筒末端风量

7、189 m3/mino2、瓦斯抽放的必要性2006年塔山煤矿瓦斯鉴定结果：绝对瓦斯涌出量为5. 07m3/min,相对瓦斯涌出量为1. 02m3/to在生产期间瓦斯涌出曾出现异常，1070辅运、1070皮 带、1070回风等巷道掘进过程中时常出现瓦斯局部积聚现 象，浓度达到1. 5%10%,个别地点达到10%以上，通过 采取喷浆、充填、打引风樟、更换大功率风机方法才能解决 瓦斯问题。2006年10月开始抽放试产面8102,工作面上隅角瓦斯 浓度呈出现超限现象，曾达到0.6%1.3%,最高时达到 2.5%,采用井下移动抽放泵抽放瓦斯、安设抽排风机、打 引风樟措施治理瓦斯。截至2006年12月，抽

8、放量11. 04万 m3o瓦斯抽放率9. 4%o考虑矿井采掘衔接，逐步大面积揭露煤层，其瓦斯涌出 量将会呈递增趋势。特别是放顶煤开采，煤体会释放出大量 的瓦斯，易积存于采空区内，造成开采过程中上隅角及回风 流中的瓦斯超限。因此，有必要对釆用定向钻机打长钻孔实 施瓦斯抽放可行性研究论证，已得出合理、有效的瓦斯抽采 工艺，达到提高瓦斯抽放更好的效果。消除上隅角瓦斯超限 危害，保障安全生产。3、瓦斯抽放方法与工艺3. 1抽放方法根据重庆煤科分院对矿井煤层瓦斯基本参数测定，瓦斯 赋存状况、瓦斯涌出特征、开拓采掘部署及抽放瓦斯目的研 究分析，对3 5#煤层首采面采空区和邻近层瓦斯进行抽 放。具体方法：采

9、用定向钻机在顶板回风巷迎头沿走向打水 平长钻孔，为矿井瓦斯抽放方法选择提供依据。主要作用： 通过顶板回风巷迎头沿煤层走向水平布置4个定向钻孔，与 工作面采空区打通。在工作面放煤后，使定向钻孔与工作面 煤壁导通作为通道，并利用移动抽放泵抽放煤层卸压瓦斯、 工作面煤壁、采空区及上隅角涌出的瓦斯。将其排入总回风 巷。3.2、抽放嵋室布置在顶回风巷新鲜风流进口处，施工瓦斯抽放恫室，将瓦 斯抽放泵稳设在该力同室内。3.3、管路布置抽放管路由抽放 泵站接至定向钻孔四通阀门，长度240m。排放管路从泵站 的正压侧出口处通过顶回风巷绕道，延至1070回风巷，即 5102绕道与1070回风巷交汇处往前100 m。3. 4、抽放路线 抽放钻孔f顶回风巷抽放管f抽放泵f顶回风巷排放管f 顶回风巷绕道一1070回风巷一盘道回风立井一地面。3.5、 钻孔的布置及施工量3. 5. 1、钻孔布置方法1根据顶板回风巷断面和施工钻孔间距要求，在顶板回风 巷迎头沿煤层走向水平布置4个定向钻孔，距顶、底、两测 煤帮各0. 6mo钻孔水平间距1.8m