東曲煤礦12418綜采工作面瓦斯抽采系統研究

王 杰

（山西西山白家莊礦業有限責任公司,太原 030022)

1672-5050（2017)05-0056-02

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.10.016

2017-07-01

王杰（1986-),男,山西芮城人,大學本科,助理工程師,從事煤礦機電技術工作。

東曲煤礦12418綜采工作面瓦斯抽采系統研究

王 杰

（山西西山白家莊礦業有限責任公司,太原 030022)

東曲煤礦12418工作面掘進時的瓦斯涌出為回采期間最大絕對瓦斯涌出量16 m3/min,其中抽采量9.6 m3/min,抽采率為60%,因此該工作面必須采取抽采治理瓦斯措施。根據東曲煤礦12418綜采工作面所采煤層情況及瓦斯含量特點,分析了回采期間最大絕對瓦斯涌出量,提出了合理的瓦斯抽采系統,確保了工作面安全生產,為類似工作面瓦斯治理提供依據。

綜采工作面;絕對瓦斯涌出量;瓦斯治理

1 工作面概況

東曲煤礦12418工作面位于井下973水平四采區,工作面標高980 m～1 016 m。12418工作面北西為已形成的12412工作面,北東為主要大巷保護煤柱,南西為木路塔村（采區邊界),南東為已回采完的12414工作面。工作面煤厚在0.50 m～1.60 m之間,平均煤厚1.09 m。煤厚變化較大,屬較穩定煤層;煤層傾角1°～8°,平均傾角4°。2#煤容重1.37 t/m3,煤質為瘦煤。可采儲量14.37萬t。

2 煤層瓦斯基礎參數

2#煤層瓦斯基本參數:堅固性系數f=0.40,瓦斯放散初速度為12 mL/s,瓦斯吸附常數a值為31.278 cm3/（g·r-1),瓦斯吸附常數b值為0.829 MPa-1,煤的孔隙率為2.17,瓦斯壓力為0.86 MPa,煤層透氣性系數為0.641,真密度1.38 m3/t。實測瓦斯含量為3.79 m3/t～4.56 m3/t。根據相鄰的12410工作面回采時的瓦斯涌出量、《東曲煤礦瓦斯涌出量預測》以及12418工作面掘進時的瓦斯涌出情況,算得12418工作面回采期間最大絕對瓦斯涌出量為16 m3/min[1-2]。其中抽采量9.6 m3/min,抽采率為60.00%,故該工作面必須采取抽采治理瓦斯措施。

3 瓦斯抽采系統

3.1本煤層鉆孔

在12418工作面軌順口50 m處開始施工抽采鉆孔,至12418切眼結束,共設計施工155個,合計進尺13 950 m。鉆孔的開孔位置在距底板1.5 m處,鉆孔傾角取2°～3°,鉆孔直徑113 mm,鉆孔間距為6 m（沿工作面走向),鉆孔深度為90 m。本煤層鉆孔抽采量為1.5 m3/min。

3.2低位裂隙帶鉆孔

在12418工作面皮順每隔50 m施工一組鉆孔進入工作面頂板低位裂隙帶內進行瓦斯抽采,鉆孔的開孔位置在煤壁與頂板交接處,第一組鉆孔距工作面切眼80 m處,至12418皮順口結束,每組施工4個鉆孔,鉆孔直徑為113 mm,鉆孔間距為每組鉆孔間距為50 m,每個鉆孔間距確定為1 m（沿工作面走向),鉆孔方位角按照鉆孔終孔位d置內錯工作面煤壁5 m、10 m、15 m和20 m,每個鉆孔的方位角分別為4°、7°、10°和14°,鉆孔傾角為10°,鉆孔深度為85 m[3-4]。共設計施工16組64個鉆孔,合計進尺5 440 m。預計低位裂隙帶抽采量為1.8 m3/min。12418皮順低位迎向裂隙帶鉆孔施工圖,見圖1。

1-a 鉆孔剖面圖

3.3高位裂隙帶鉆孔

在12418工作面皮順每隔8 m施工一個鉆孔進

入工作面頂板高位裂隙帶內進行瓦斯抽采,鉆孔的開孔位置在煤壁與頂板交接處,第一個鉆孔距工作面切眼75 m處,至12418皮順口結束,共設計施工104個鉆孔,合計進尺9776 m。鉆孔方位角為28°,鉆孔傾角為25°,鉆孔深度為94 m,鉆孔直徑為 113 mm,鉆孔間距:每個鉆孔間距為8m（沿工作面走向)。預計高位裂隙帶抽采量為2.2 m3/min。

3.4頂板走向長鉆孔

在四采2#煤輔助運輸巷施工1#鉆場、12418皮順內施工2#鉆場,鉆場間距420 m,1#、2#鉆場各布置鉆孔7個,開孔間距0.4 m,孔徑96 mm,孔深550 m,合計施工鉆孔數量18個,總進尺7 700 m。預計頂板走向長鉆孔抽采量為1.8 m3/min。

3.5下鄰近層抽采鉆孔

12418工作面正下方為14412工作面,12418工作面走向長度比14412工作面走向長270 m。在14412切眼133 m處開始施工抽采鉆孔至14412切眼與14412皮順交匯處結束,共設計施工22個鉆孔,合計進尺5 940 m[5]。鉆孔的開孔位置在距底板1.5 m處,鉆孔傾角范取2°～3°,鉆孔直徑為113 mm,鉆孔間距為5 m,預計下鄰近層抽采鉆孔抽采量為1.1 m3/min。

3.6上隅角抽采

工作面上隅角采用懸管法進行抽采,選用12418移動抽采系統抽采。上隅角抽采鉆孔抽采量為1.2 m3/min。

4 結束語

12418工作面瓦斯綜合治理,通過采取本煤層抽采、低位裂隙帶鉆孔、高位裂隙帶鉆孔、頂板走向長鉆孔抽采、下鄰近層鉆孔、上隅角抽采及合理有效的通風措施,確保了工作面安全生產,對類似工作面瓦斯治理有一定借鑒作用。

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BAI Fasong.Numerical Simulation of the Gas Flow Quantity from Boreholes in Coal Seam[J].Journal of Anhui University of Science and Technology（Natural Science),2004,24（2):11-12.

[2] 周世寧,林柏泉.煤層瓦斯賦存與流動理論[M].北京: 煤炭工業出版社,1999.

[3] 林柏泉.礦井瓦斯防治理論與技術[M].徐州:中國礦業大學出版社,2010.

[4] 張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術[M].北京:煤炭工業出版社,2001.

[5] 董魁.綜采工作面采空區瓦斯抽采技術的應用研究[D].太原:太原理工大學,2009.

GasDrainageSystemof12418Fully-mechanizedMiningFaceinDongquMine

WANGJie

（BaijiazhuangMiningCo.,Ltd.,Taiyuan030022,China)

In the advancing of 12418 working face, the maximum absolute gas emission is 16 m3/min and drainage quantity is 9.6 m3/min （with the drainage rate of 60%). As a result, gas control must be adopted in the working face. Based on the features of the coal seam and gas concentration, the maximum absolute gas emission was studied to propose a reasonable gas drainage system to ensure the safe production of the working face, which could be useful for the gas control in the similar working faces.

fully-mechanized mining face; absolute gas emission quantity; gas control

TD712

A

（編輯:薄小玲)