11011工作面底板抽放巷抽放參數研究與應用

趙寶滔 王超龍 楊立志

摘 要:通過對該底板抽放巷參數的研究與應用,不僅有效的防治煤與瓦斯突出,同時還可以降低煤巷掘進過程中瓦斯涌出量。

關鍵詞:底板巷抽放參數

中圖分類號:TD82 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0104-01

安陽鑫龍煤業大眾公司礦區位于安陽市西北30km,行政隸屬安陽縣銅冶鎮管轄。原為林州市(縣辦)煤礦,根據河南省政府資源整合精神,安陽鑫龍煤業于2004年對該礦進行了整合。為安陽鑫龍煤業有限責任公司的下屬公司,企業性質為國有控股。地理坐標為東經114°05′20″～114°07′06″,北緯36°10′12″～36°14′49″。

1礦井瓦斯抽放系統

目前,地面兩臺瓦斯泵型號兩臺ZWY62/90,功率為90kW,最大抽氣量90m3/min,已運轉。井下有12采區、14采區兩個移動抽放泵站(14采區移動泵站,因該區域采掘未進入頂層,尚未啟用)。移動泵站抽出的瓦斯直接排入礦井總回風巷。現有瓦斯抽放泵型號分別為2WY40/75型1臺,功率為75kW,最大抽氣量40m3/min,SK-42型一臺,功率為75kW,最大抽氣量42m3/min,SK-30型兩臺,功率為55kW,最大抽氣量30m3/min。鉆機共8臺,其中ZWY—150型2臺,ZYK—150型2臺,ZK—150型2臺。ZLJ-150型2臺。抽放管型材有12吋、10吋、8吋、6吋抗靜電阻燃膠管及8吋、6吋、2吋無縫鋼管。目前鋪設抽放膠管管路長度2320m,抽放鋼管管路長度1340m,抽放管路總長度3660m。11采區現采取底板抽放巷穿層鉆孔抽放方法;12采區、14采區采用本煤層順層鉆孔抽放方法并采用分源抽放方式。2009年已抽純瓦斯量180萬立方米,工作面抽放率達到了68.5%,礦井抽放率達到了30%以上;并確定了以利用促抽放、以抽放保安全的發展目標。目前抽放系統穩定可靠,可以滿足礦井瓦斯治理需要。

211011工作面底板抽放巷實驗區概況

2.1 工作面位置、布置及煤層地質概況

該工作面位于南翼運輸大巷東部,地表為井田邊界,無地面建筑物,所以不存在對工程影響。

2.2 地質構造

(1)、該采區有一寬緩向斜,軸部位于南魯仙村附近,伴有一級的褶曲和斷裂,地層傾角為5～200。

(2)、對煤層開采有較大影響的斷層。

①F22斷層:位于井田南翼上部,南魯仙村下,北端至7013孔處尖滅。走向南東-北西,至8-4孔處轉為北東,向東傾斜。該斷層在井田內落差小于30m,延伸長約3000m。

②F101斷層:位于井田中部,13采區下部邊界,走向呈北東-南西向,在8802孔處為南300西,8806孔處為北350東,延伸長大于5500m,落差30m～60m。西盤上升,東盤下降,向東傾斜。該斷層中部控制嚴密,分別有5個鉆孔在不同層位穿見,但兩端無控制。

③巖漿巖:該區在開拓中發現有巖漿巖侵入體,對煤層和煤質有一定的破壞和影響,使煤層硬度發生變化,給開采帶來不便。

3工作面抽放方法

3.1 抽放技術方案的確定

我礦為煤與瓦斯突出礦井,由于該區域在南翼運輸大巷掘進煤巷時,發生過動力現象,有明顯突出預兆,定為突出危險區域,因此,在掘進上順槽、切眼掘進前,必須嚴格執行《防治煤與瓦斯突出規定》中的區域防突措施。在掘進11011工作面上、下順槽和切眼前采用先掘進底板抽放巷穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯,預抽煤層瓦斯。

3.2 抽放系統的確定

11011上、下順槽及切眼掘進工作面抽放時,利用地面瓦斯抽放泵站抽放。

上順槽抽放系統:由地面瓦斯抽放泵站→11采區回風→11011上順槽掘進工作面。

下順槽抽放系統:由地面瓦斯抽放泵站→11采區回風→11011下順槽掘進工作面。

切眼抽放系統:地面瓦斯抽放泵站→11采區回風→11011下順槽→11011切眼掘進工作面。

3.3 抽放鉆孔參數的確定

底板抽放巷布置方式為:先從設計的上、下順槽和切眼之間各掘一條底板巖巷,從底板巖巷中抽出設計上、下順槽及切眼巷道位置內的瓦斯,至規定指標以下。方法如下。

沿上、下順槽及切眼設計位置內錯20m、垂距不少于15m提前掘底板巖巷,底板巖巷采用半圓拱、錨噴支護。沿巷道掘進方向每隔25m布置一個鉆場,每個鉆場內布置8排,每排5個鉆孔,共40個鉆孔,頂部鉆孔排間距0.8m,正前鉆孔排間距0.5m,每列鉆孔間距為0.6m,孔徑為75mm,鉆孔終孔位置控制到巷道上、下幫輪廓線外各15m,沿巷道掘進方向前后各12.5m,終孔位置均以打到煤層頂板為止。

4瓦斯抽放情況及效果

從2010年9月開始施工穿層抽放鉆孔,共施工了1180個,單孔瓦斯抽放濃度在20%以上,單孔瓦斯流量為0.2m3/min以上,抽放率達到30%以上,已經大大提高了瓦斯抽放率,為我礦的安全生產奠定了堅實的基礎。

同時我礦還通過探索、研究,研制了一種放水與排渣集中箱,集中箱的應用主要是在抽放管路上,它其實就是一種簡單的負壓放水器的改裝,在原有的基礎上加上我們的創新設計,創造出了集放水與排渣一體化的集中箱;該設備計劃在11采區11011底板瓦斯抽放巷道內所有鉆場都安裝使用,目前,該項目已在11采區11011底板抽放巷的抽放系統中開始推廣使用。工作時,連接鉆場內各抽放鉆孔的支管經過集中箱匯合過濾后,水自動流入自動放水器,通過瓦斯氣體抽排造成的負壓和水箱內水位高低及水壓的作用,控制進水閥自動通斷,達到自動放水的目的;渣留在集中箱箱體內,由人工從箱體內排出,達到排渣的目的;各支管瓦斯、水、渣在箱體內匯合過濾后的瓦斯由箱體內部直接吸入抽放干管,從而有效的防止井下瓦斯抽排管路系統的堵塞和積水現象。

通過對該底板抽放巷參數的研究與應用,不僅有效的防治煤與瓦斯突出,同時還可以降低煤巷掘進過程中瓦斯涌出量,使掘進速度提高,為以后的11011上、下順槽及切眼的掘進工作提供了有利的條件,促進防突工作在“三軟“煤層中順利進展和提高。