综采工作面瓦斯综合治理技术.docx

1、综采工作面瓦斯综合治理技术综采工作面瓦斯综合治理技术瓦斯综合治理技术主要包括 2 个方面:一是仅采用通风方法稀释瓦斯;二是采用先抽放、再用通风进行稀释,以确保工作面和回风流中的瓦斯浓度达到安全生产的要求。在工作面瓦斯涌出量大,仅依靠通风稀释方法很难有效治理瓦斯的情况下,瓦斯抽放是瓦斯综合治理的有效技术途径。1工作面概况及瓦斯涌出情况分析41120 工作面开采 11#煤层,是煤与瓦斯突出煤层,煤层瓦斯含量 153/。煤层厚度 2.8,倾角 812,走向长 502,倾向宽160,相邻北侧为 41118 采空区。老顶为灰白色中厚层状细砂岩,厚度为 68,直接顶为灰色泥岩,厚度 2.33.5,顶板容易

2、垮落,采空区冒落高度为 1015。工作面采用走向长壁后退式布置,综合机械化采煤,全部垮落法管理顶板。11#煤层上部各煤层均未开采,11#煤层与上部各主要煤层间距情况为:与 7#层间距为 17.95;与 8#层间距为 9.45,与 9#层间距为7.3,各煤层均位于采煤工作面采空区冒落带和裂隙带内。41120 工作面在生产过程中,上述煤层中赋存的瓦斯将不断地涌入采空区,同时又受采空区的风流影响,将被逐渐带入工作面上隅角和回风流中。41118工作面采空区与本工作面仅相隔 20煤柱,工作面推进至老顶初次垮落后,煤柱将被压裂,41118 采空区瓦斯也将涌入 41120 工作面采空区。根据综采面开采统计,

3、工作面初采期间老顶垮落前本煤层涌出的瓦斯量和本工作面采空区残存煤涌出的瓦斯量仅 123/。采面回采距离超过切眼 30后,邻近层及围岩瓦斯大量涌入工作面,瓦斯涌出量大幅度上升,预计 41120 工作面瓦斯涌出量为 403/。本煤层瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的 30%左右;邻近层、围岩及采空区瓦斯占工作面瓦斯涌出量的 70%左右,是工作面瓦斯涌出的主要来源。2工作面瓦斯综合治理的对策根据分析,本煤层瓦斯、邻近层瓦斯及 41118 工作面采空区瓦斯的涌出,构成 41120 工作面瓦斯的主要来源。在制定 41120 工作面的瓦斯综合治理方案时采取了分而治之的原则。(1)合理配置风量,稀释本煤层及采空

4、区涌出的瓦斯。根据工作面进、回风巷设计断面、回采期间巷道受采动变形因数及风流在采空区的流动规律,考虑工作面回采时采用运输巷超前回风巷 15的特点及通风系统状况,并为避免工作面风量大量流入采空区,将采空区瓦斯大量携带到工作面及回风流,工作面配置风量为 11003/。(2)本煤层瓦斯预抽。在 41120 运输巷掘进期间,每隔 24布置 1 个钻场,共 20 个钻场,每个钻场布置 10 个钻孔,沿煤层倾向布置,倾角 38.5,钻孔夹角为 10,开孔间距0.4,钻孔深度为 70120,呈扇型均匀布置在工作面内(图 1)。图 1本煤层瓦斯预抽钻孔布置图采用-85 瓦斯抽放泵,主管路250,高负压对411

5、20 工作面进行本煤层预抽瓦斯。(3)采空区埋管瓦斯抽放。利用 1 台 250 水环式真空泵对工作面采空区及上隅角的瓦斯进行抽放。41120 工作面回采前,预先在工作面回风巷预埋 1 趟325瓦斯抽放管,根据顶板垮落步距及工作面初次来压及周期来压的规律,在抽放管上每隔 30安装325等径三通并加闸阀,随工作面的回采安设交替迈步“”型网管,同时在上隅角构筑隔离墙(图 2)。图 2“”型网管布置图“”型网管放置在位于回风巷顶板的抽放硐室内,并用“井”型木垛加固。在回风巷内每隔 30预安装的交替迈步“”型网管埋进上隅角隔离墙后,打开闸阀控制流量对上隅角积聚的瓦斯进行抽放。当隔离墙施工至闸阀处时,则完

6、全打开闸阀对采空区和上隅角的瓦斯进行抽放。(4)走向近水平高位瓦斯抽放钻孔抽放。走向近水平高位水平钻孔抽放又称顶板裂隙带抽放瓦斯。根据矿山压力规律,在回采过程中,工作面周围将形成一个采动应力场,采动应力场及其影响范围在垂直方向上形成 3 个带,即冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。在水平走向方向上形成 3 个区,即煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区。在这个采动压力场中形成的裂隙空间,便成为瓦斯流动的通道。通过高位钻孔的抽放负压,加速了裂隙带内瓦斯的流动,从而使走向近水平高位钻孔能够抽出高浓度瓦斯。41120 工作面设计 4 条高位瓦斯抽放巷,巷道内施工钻孔 49个,开孔间距0.4,钻孔倾角 24,终孔布置在工作面距回风巷下侧 20内,距顶板 10的顶板内,孔深为 100,后一个高位巷施工钻孔覆盖前一个高位巷钻孔 20(图 3)。图 3高位巷近水平钻孔布置图高位瓦斯抽放巷在 41120 回风巷内开口,沿垂直回风巷向采面内侧按设计仰角掘进巷道,掘至距 41120 工作面顶板 10高度后,做一个打钻平台,在平台内逆采面推进方向施工直径为153的近水平抽放钻孔,封孔后连接在抽放支管上,然后在高位抽放巷