移动式瓦斯抽放系统在六家煤矿的应用

1、 移动式瓦斯抽放系统在六家煤矿的应用 六家煤矿隶属于平庄煤业(集团)公司,设计生产力量为90万t/a,该矿井于1990年12月20日开工建设,1998年初进行试生产,2021年10月16日正式移交投产。矿井开拓方式为立井单一水平,投产采区为南二和西二2个采区。井田含煤地层为佅罗系上统元宝山组下段,煤层赋存深度350600m,区内共有4个煤层组,其中2个主要煤组共有9个可采煤层,煤种为老年褐煤。矿井2021-2021年度瓦斯等级鉴定结果都为低瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量分别为5.16m3/t、6.1m3/t、5.29m3/t。但由于煤层埋藏深度大,一些地点瓦斯涌出量较大,相对西二采区较为突出,在平煤

2、公司所属井工矿中属瓦斯隐患较为严峻的矿井。特殊是随着矿井开采深度的加大,个别采煤工作面肯定瓦斯涌出量曾达8m3/min,尤其是采煤工作面上隅角瓦斯浓度常常可达2%以上,给矿井平安生产带来极大隐患,也严峻制约着矿井高产高效。为解决这一问题,主要实行挂挡风帘、上下隅角封堵、大风量供风、上隅角安设小风机、下行通风以及监测监控等一系列措施,虽然收到了肯定成效,但瓦斯超限问题仍未得到根本解决。为此,六家煤矿于2021年初,依据国家瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针的总体要求,为彻底治理瓦斯涌出影响,打造本质平安型矿井,为建设高产高效矿井供应牢靠的平安保障,首先在SN26-4工作面采纳井下

3、移动抽放系统进行瓦斯抽放的尝试,然后又在西二采区WN16-5综采工作面进行推广应用,取得了很好的效果。 1试验工作面概况 WN16-5综采工作面位于西二轨道上山北侧,工作面走向长620m,倾斜宽平均105.7m。工作面以6-5上采终线为界分为A、B2个块段。块段A只剩下6-5下煤层,煤层结构简洁,最大厚度2.25m,最小厚度2.00m,平均为2.15m。块段B煤层结构简单,最大厚度5.85m,最小厚度5.04m,平均为5.42m。煤层倾角为39°,平均为6°。工作面详细布置见图1。工作面回风标高+80m,采煤方法为综合机械化开采。 WN16-5工作面供风量为540m3/mi

4、n,未使用抽放系统前工作面瓦斯平均浓度0.45%,最大值可达2.8%,回风巷瓦斯平均浓度0.35%,最大值可达1.2%,月平均瓦斯涌出量为1.89m3/min,最高瓦斯涌出量为6.48m3/min;造成工作面、回风巷及上隅角瓦斯常常超限,从而造成工作面不能正常生产,也给矿井生产带来重大的平安隐患。 2试验工作面抽放状况 2.1抽放方法选择 通过对WN16-5等回采工作面瓦斯涌出来源及构成进行初步分析可知,工作面瓦斯涌出量的50%以上来源于采空区的瓦斯涌出,这是造成工作面回风和上隅角瓦斯超限的主要缘由。针对工作面瓦斯涌出的特点,打算采纳采空区瓦斯抽放技术。 所谓半封闭采空区,即现生产工作面的采空

5、区,目前半封闭采空区瓦斯抽放一般采纳埋管抽放和向冒落拱上方打钻孔抽放两种方法。埋管法适用于厚煤层而未豫抽瓦斯或者邻近层很近甚至处在冒落带的采煤工作面,这类工作面的采空区瓦斯较大,上隅角瓦斯也严峻超限不易解决,往往采纳此法。该方法瓦斯抽放浓度不高,一般为10%20%,该方法简洁易行,成本低,但抽放效率低。向冒落拱上方打钻孔抽放瓦斯方法,既可用于有上下邻近层的采煤工作面,也可用于单一厚煤层的采煤工作面。抽放钻孔的孔底应处于冒落拱的上方,主要捕集处于冒落带中的上邻近层和厚煤层未开采各分层中的卸压瓦斯,同时还可捕集冒落带上方卸压层中涌出的部分瓦斯。此时抽出的瓦斯浓度高达60%80%,抽放量较大。依据六

6、家煤矿的井下的实际状况,结合WN16-5工作面瓦斯涌出状况,打算采纳简洁易行采空区埋管抽放方法。 2.2抽放设备及管路选择 抽放泵及管路选型主要与设计流量有关,根据WN16-5瓦斯的超限状况,结合采空区瓦斯抽放阅历,抽放量应达到工作面最大瓦斯涌出量的20%30%,才能够有效地解决回风及隅角瓦斯超限问题,按WN16-5涌出量30%计算,应抽放出纯瓦斯量1.94m3/min,按抽放浓度10%计算,可抽出混合量为19.4m3/min。 (1)管径选择。管径选择采纳如下公式计算:D=0.1457(Q/V)0.5(1)式中D管道内,m;Q管内混合气体流量,m3/min;V管内气体流速,取V=10m/s。将数值代入式(1)得:D=0.203m。通过计算建议选用DN219×7mm无缝钢管。但为了充分利用现场的管路以节约成本,也基于对两种不同管路的安装及成本等各方面进行比较来考虑,抽放主管路选用玻璃钢管和钢管