煤矿瓦斯综合治理汇报材料(干货,值得每个干煤矿的珍藏!)

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楼主 2018-12-05 15:47:41
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XXX煤矿瓦斯综合治理汇报材料

一、矿井基本情况

(一)矿井基本情况

XXXXXX在离柳矿区开发建设的第一对矿井,199412月开工建设,2004118日通过国家发改委正式验收后投产,矿井设计能力300万吨/年。

2012年确定建设国家级瓦斯治理示范矿井,目前正实施XXX改扩建工程,以北川河为界,北翼为XXX,南翼为XXX,计划于2014年底完成XXX工程。

(二)矿井地质及煤层情况

井田走向长22km,倾斜宽4.58km,面积 138.35km2,地质储量21.12亿吨,可采储量12.24亿吨。井田为一缓倾斜的单斜构造,地层走向自北向南渐变为北西向,地表一般标高为800900m,盖山厚度为210 470m 

井田内主要含煤地层为山西组和太原组,山西组可采煤层有2#3#4#5#煤,太原组有6#8#9#10#煤。 

南翼3#煤平均厚度1.1m4#煤平均厚度2.8m5#煤平均厚度2.5m3#煤距4#煤:南翼东部区域,层间距由西向东逐渐变小(从11m1m左右),南翼西部区域层间距由东向西逐渐增大(从10m16m左右)。

北翼2#煤平均厚度1.1m3#煤与4#煤合并,平均厚度4.1m5#煤厚度2.8m2#煤距3+4#煤层间距:东部区域11m左右,西部区域14m左右;4#煤距5#5.5m左右。

1  可采煤层特征参数

含煤地层

煤层

煤层厚度(m

层间距(m

顶底板岩性描述

西

2

0.25-2.20

0.89

1.01-23.92

10.34

顶板:砂质泥岩、泥岩;

底板:砂质泥岩、粉砂岩。

3

0.40-1.50

1.05

顶板:粉砂岩、砂质泥岩;

底板:砂质泥岩、粉砂岩。

0-16.99

6.16

4

0.84-6.05

2.98

顶板:中~细砂岩、砂质泥岩、泥岩;

底板:砂质泥岩和粗碎屑岩。

1.80-9.74

5.56

5

0.10-5.04

2.73

顶板:泥岩及少量中~细砂岩;

底板:粉砂岩、泥岩。

11.56-31.82

16.88

6

0.10-1.66

0.81

顶板:石灰岩;

底板:泥岩或粉砂岩。

17.39-37.58

27.73

8

0.79-9.33

3.91

顶板:石灰岩;

底板:泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩,少量为中~细砂岩。

0-12.48

1.32

9

0.18-3.12

1.30

顶板:泥岩、炭质泥岩、粉砂岩;

底板:泥岩、砂质泥岩。

0-22.50

9.43

10

0.18-5.38

1.66

顶板:中~细砂岩、砂质泥岩;

底板:炭质泥岩、铝质泥岩。

(三)矿井瓦斯情况

2005年煤科总院抚顺分院鉴定4#煤为突出煤层,矿井为煤与瓦斯突出矿井。2013年矿井瓦斯等级鉴定中:矿井绝对瓦斯涌出量362.64m3/min,相对瓦斯涌出量80.43m3/t  

2 各煤层鉴定情况表

煤层编号

2#

3#

4#

5#

6#

自燃倾向

II

II

III

II

II*

爆炸危险

突出鉴定

+430m水平以上无突出危险,+430水平以下未鉴定

+420m水平以上无突出危险,+420水平以下未鉴定

有突出危险

有突出危险

有突出危险

3  煤层瓦斯基础参数表

煤层编号

瓦斯

压力

(MPa)

瓦斯含量

(m3/t·f)

  

瓦斯量

(m3/t·f)

   

透气性系数

λ(m2/MPa2·d)

钻孔瓦斯流

量衰减系数

α(d-1)

百米钻孔极限

自然瓦斯流量

Qj (m3)

2#

0.92

7.913.19

3.41

2.122.17

0.0330.038

2015621499

3#

1.08

7.7224.88

3.50

1.781.89

0.0400.042

2657427895

4#

1.50

7.3217.82

3.54

3.5243.785

0.0240.028/0.026

3034231200/30000

5#

1.40

4.4517.88

3.64

1.992.23

0.0370.038

2455726874

6#

1.70

10.15

3.70

2.872.99

0.0410.043

2666727103

(四)矿井瓦斯综合治理机构及人员配备情况

XXX成立以矿长为组长,矿总工程师、通风副矿长为常务副组长,各专业分管矿长为副组长,各专业副总、部门正职为成员的领导组,以通风科、抽采公司、防突科、抽放泵站及地质测量科等部门人员为办公室成员的瓦斯综合治理机构。

4  瓦斯治理机构及人员配备表

   

    

在册人数

安全管理人员

技术员

大中专及

以上学历

初级职称

中级职称

备注

防突科







专职防突员XX

专职打钻工XX

专职抽放工XX

专职瓦斯泵工XX

专职瓦斯员XX

专职地质员XX

专职探水工XX

抽采公司







通风科







抽放泵站







地质测量科







  







“一通三防”部门大中专及以上学历人员占在册人数的XX%,初级职称及以上人数占在册人数的XX%

(五)采掘部署现状

矿井采用主斜井、副立井混合开拓方式,划分两个水平开采。以三川河自然划分为南、北两翼,两翼均布置了轨道、胶带和回风三条大巷。一水平标高+400m,开采山西组2#3#4#5#煤;二水平标高+200m,开采太原组6#8#9#10#煤。目前+400m为主要生产水平,主采煤层为4#5#煤,采用倾向长壁综合机械化后退式一次采全高的采煤方法。

南翼现有南一、南二、南三、南四4个采区。南一和南二采区4#煤已回采完,5#煤大部分开采完毕。 南二采区正回采15202工作面;南三采区正回采14301工作面。南四采区正掘进一个3#煤工作面和一个4#煤工作面。 

北翼现有北一、北二、北三3个采区。北一采区正在准备一个4#煤层工作面,北二、北三采区正在开采2#煤层、4#煤层。 

(六)矿井通风系统现状

矿井采用抽出式通风方式。现有井筒XX个,其中XX个进风井,XX个回风井,总进风量为XXm3/min,总回风量为XXm3/minXX井主要担负南一和南二采区回风;XX井主要担负白家坡区域及南三采区回风;XX井主要担负XX区域、24306及以南工作面回风;XXX回风立井主要担负XXXX区域、24208及以北工作面回风。(各风井参数及风量见表5 

       5  各井筒风量及主要扇风机参数表

风井名称

主扇型号

主扇负压Pa

电机功率KW

风量
m3/min

叶片角度



































































(七)矿井抽采系统现状 

矿井现有四个地面瓦斯抽采泵站,全矿总额定抽采能力为XX m3/min,南北翼各铺设瓦斯抽采主管路三趟,全长共26200m。两翼均实现了高、低浓瓦斯分源抽采并利用。  

6  XXX瓦斯抽采泵装备情况表

泵站

型号

数量()

单台额定抽采量(m3/min

使用情况

主管路直径(mm

主管路长度(m

备注

北翼1#瓦斯泵站
















北翼2#瓦斯泵站









南翼1#瓦斯泵站








南翼2#瓦斯泵站













南翼3#瓦斯泵站








合计








(八)安全监控系统现状

矿井目前使用NETKJ95N安全监控系统,装备了监控主机2套、上传服务器1台、网络服务器1台、环网管理服务器1台,录音电话2部、在线式UPS不间断电源2台,配置了双回路交流供电电源;安装有监控分站86台、甲烷传感器128个(一氧化碳传感器48个、风速传感器11个、温度传感器33个、负压传感器8个、主扇和局扇开停传感器70个、风门开关传感器15个、馈电监测传感器65个、风筒状态传感器15个。 

瓦斯抽采系统自动监测装置安装19套,基本实现了瓦斯抽采系统的在线自动监测。 

(九) “一矿变两矿”后主要系统情况

通风系统: XX矿有6个井筒,4个进风井、2个回风井;XX5个井筒,3个进风井、2个回风井。

抽采系统:根据XXX瓦斯治理示范矿井建设规划,20146月底XX矿将有2个瓦斯泵站,额定抽采能力将达到3000m3/minXX矿将有3个瓦斯泵站,额定抽采能力将达到3050m3/min

 

二、瓦斯综合治理“五项治本”之策及瓦斯治理“三区联动” 

XXX属于近距离煤层群开采的地质条件,同时为“三软”煤层,一层开采,多层卸压,造成先采工作面瓦斯涌出量大。2008XXX瓦斯超限1648次,防突校检k1值超限93次。煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、瓦斯治理和防治煤与瓦斯突出难度大,严重制约了矿井的安全生产。矿井自200410月正式投产到2008年最高年产仅245万吨,到2012年才达到矿井设计产量300万吨。 

面对瓦斯治理、防治煤与瓦斯突出方面的压力和困难,XX积极探索适合XXX瓦斯综合治理的新路子,同时通过实施技术人员走出去、外部专家请进来的方式,多次聘请国内知名院士、教授等专家为XXXXX瓦斯治理献计献策,经过反复研究论证,于2008年提出了以“保护层开采、区域性预抽、通风系统改造、瓦斯抽采系统扩能、地面瓦斯抽采利用”为核心的瓦斯综合治理五项治本之策。

为实现抽采达标和抽掘采平衡,矿井生产区域瓦斯含量降到6m3/t以下,使矿井产能充分释放。XXX2013年制订了 “三区联动”瓦斯治理方案,通过多措并举、立体抽采,实现瓦斯治理“三区联动”的良性循环。生产区坚持保护层开采、底抽巷穿层钻孔或本煤层递进式钻孔区域预抽煤层瓦斯,实现瓦斯含量降至8m3/t以下,消除突出危险;规划区、准备区全面进行地面打钻抽采瓦斯,并采取煤层增透措施,经过较长时间的抽采,实现瓦斯治理目标,为三区转化做好准备。2022年实现三区转化后,成熟地面与井下联合抽采瓦斯技术,矿井达到抽、掘、采平衡,所有开采煤层瓦斯含量均抽采降低到6m3/t以下,经过论证可以考虑取消保护层和底抽巷,两矿年产量达到800万吨,实现企业发展战略。


 

(一)保护层开采

XXX为近距离煤层群开采,本着“可保必保”的原则,达到一层开采多层卸压的效果,并借鉴国内外开采薄煤层保护层的相关经验,华晋公司组织人员进行多方考察及研究,以彻底解放下部4#5#主采煤层为目的,决定开采2#3#煤层作为主采煤层4#5#煤的保护层。通过开采2#3#煤层,使4#5煤层的瓦斯含量、压力和地应力大大降低,可以保证采掘过程中不发生突出,瓦斯涌出量大幅度下降,从根本上扭转矿井防突工作的被动局面。

(二)区域预抽

区域预抽是一种通过大面积施工瓦斯抽采钻孔,超前掩护备掘(采)工作面,是一种瓦斯治理远远走在生产前面的瓦斯治理思路。XXX区域性预抽形式主要有:

 1.底板抽放巷穿层区域性预抽 

底板专用瓦斯抽采巷结合穿层钻孔预抽抽采模式,对突出煤层进行区域消突。XXX结合煤层赋存条件和采掘巷道布置,在5#煤层下方的L5灰岩中沿6#煤层布置底板瓦斯抽放巷,利用底抽巷超前施工4#5#煤穿层钻孔,对上覆4#5#主采煤层掘进巷道进行区域性预抽,掩护4#5#煤层巷道掘进。同时,底抽巷在煤层回采过程中可作为瓦斯回风巷,解决采煤过程中的瓦斯涌向工作面问题,再有可以利用底板岩巷向已采的主采煤层后部打钻,抽采上部采空区和煤层卸压瓦斯。 

 2.递进式区域瓦斯预抽

XXX购置了世界上较先进的澳大利亚及国产定向钻机,利用现有巷道布置区域性预抽钻场,在钻场内施工定向钻孔,对本煤层和相邻未采掘煤层进行长距离、大范围、长时间区域预抽。通过实施定向区域预抽性,XXX实现了区域消突和抽出高浓度瓦斯的双重目标,为采掘工作面的快速推进创造了良好条件。 

  3.开展超前钻孔掩护煤巷掘进瓦斯预抽 

超前预抽钻孔:在巷道正前及左右钻场,施工深度60米以上、超前保护距离为20米、控制范围巷道两侧轮廓线外15米的顺层钻孔,且预抽时间不少于6个月。 

(三)通风系统改造

通风能力是瓦斯治理的基础,也是提升矿井生产能力的关键。为此,XXX在南翼增加了白家坡一对进回风立井,北翼增加了下龙花垣一对进回风井,并对矿井通风系统进了优化,矿井总风量从XXXm³/min提高到XXXm³/min左右。通风能力的大幅度增加,使得矿井风排瓦斯浓度大幅度降低,由原来的0.6%降低到现在的0.3%,从而保证了矿井通风安全。

(四)抽采系统扩能

为提高抽采系统能力,XXX2005年抽采系统改造的基础上,进行抽采系统扩能。矿井的瓦斯抽采能力得到大幅度提高,瓦斯抽采能力由2005年底的950m³/min,提高到2013年底的4350m³/min;矿井瓦斯抽采率由2005年的35.5%提高到2013年的67.35%;瓦斯抽采量由2005年的0.37亿m³提高到2013年的1.34亿m³,从根本上减少了矿井瓦斯涌出的来源。目前XXX南翼3#瓦斯泵站(XX泵站)也即将投入运行,届时XXX井额定瓦斯抽采能力将达到6050m³/min

(五)地面瓦斯抽采利用

在不断加强井下瓦斯综合治理的同时,XX公司着眼长远,启动了瓦斯综合治理地面抽采工程,瓦斯地面抽采主要采用了以下两种钻井模式:

1. 地面钻井抽采 

按照XXX生产部署,在XXX生产规划区内,从地面施工直井至10#煤层,分别对各主要可采煤层实施压裂增透工艺后,从井下巷道向压裂区施工钻孔并进行抽采或地面抽采压裂区域的瓦斯,降低煤层瓦斯含量,同时达到“区域消突”目的。目前已施工132口井,压裂2口。      

        

2. 地面多分支水平井抽采 

XXX与煤层气公司合作从XXX24307工作面切眼附近,向矿井北轨大巷方向施工了两口地面多分支水平井(包括DS01DS02两个主支及四个分支,总进尺3417m,其中4#煤层段主、分支水平井总长度3000米);在XXX井下北轨大巷钻场施工两个对接钻孔,分别与水平井的两个主支对接;封闭地面孔口后,将井下对接孔联结至井下抽采系统,提前抽采24307工作面煤层瓦斯,达到大范围“预抽消突”目的。单井日产气量平均15824m3/d,平均浓度在85%以上。截止目前为止,抽采时间为485d,瓦斯抽采量为767.48m3,占24307工作面原始煤体瓦斯含量的35%。下一步计划在北五采区布置5口多分支水平井。

 

(六)“三区联动”实施方案

地面预抽(规划区): 地面预抽主要是在810年或更长时间远期规划期内,利用地面大规模钻井群预抽煤层瓦斯,降低煤层瓦斯含量,并形成煤层气开采产业规模。地面井抽采前五年能基本保持单井抽采流量的稳定,通过长时间抽采,瓦斯含量最多下降到原始含量的40%,达到消突目的。

井上下联动抽采(准备区):当地面规划区逐渐转变为开拓准备区时,按照矿井生产衔接规划,井下开始施工开拓准备巷道,充分利用地面抽采井在煤层中所形成裂隙、井下水平多分支对接钻孔以及其他钻孔,实现井上下联合抽采,进一步降低煤层的瓦斯含量,达到消突目的。

顺层抽采钻孔预抽(生产区):在生产区主要进行井下瓦斯抽采,一般对于准备区抽采效果不好的局部区域,在转化为生产区后必须进行补充预抽。 

三、瓦斯综合治理情况介绍 

(一)保护层开采

XXX4#煤在5#煤层上部,层间距平均厚度为5.56m,在南翼一、二采区4#煤开采后,5#煤层透气性明显增加,经实测卸压后5#煤层瓦斯残余量在5 m3/t左右,(原始瓦斯含量12.06 m3/t),原始瓦斯含量降低约58%。在5#煤层进行采掘活动时单产、单进有了大幅提升,掘进时防突敏感指标k1值最大为0.12,回采时工作面采用一进一回的U”型通风取代了以往两进一回的通风方式,从而简化了通风系统及生产工艺,且回风瓦斯浓度0.3%以下。由此实际数据说明开采保护层取得了非常良好的效果。根据上述成功实践,2008年华晋公司提出了强制性开采南翼3#、北翼2#煤保护层的方案。

开采2#3#煤层采用沿空留巷Y”型通风系统,实现无煤柱开采。目前在南翼施工一个3#煤层工作面(13401工作面),初期设计三条顺槽总进尺3441米,已掘进50米;北翼2#煤层以盘区形式开采,布置有集中轨道、集中胶带和集中回风三条采区巷道。已形成42#煤层工作面(22201222022220322204工作面)。

1.22201工作面概况

22201工作面是XXX首个保护层工作面,工作面可采走向长度1504m,面长150m,平均煤厚1.1m,下覆3+4#煤、5#煤层,3+4#煤厚4.12m,与2#煤层间距13.95m5#煤厚3.6m3+4#煤与5#煤层间距5.56m。回采期间的瓦斯主要来源于本煤层瓦斯以及下覆3+4#煤、5#煤的卸压瓦斯。工作面采用“两进一回”Y型通风方式,综采采高1.5m。采用柔模进行快速充填留巷,留巷巷道宽度为4.6m,墙体宽度2.0m,留巷墙体位于采空区侧。

2.22201工作面回采阶段瓦斯综合治理措施 

(1)本煤层瓦斯抽采:顺层钻孔预抽本煤层的瓦斯,在机轨合一巷和辅助运输巷布置顺层钻孔,孔间距为6m,孔深80-140m,预抽工作面本煤层的瓦斯,达到消突目的; 

(2)下部被保护层煤层抽采:利用24208回风巷施工顺层钻孔对22201工作面被保护层(24209工作面)进行采前预抽和采后卸压抽采,孔深330m 

(3)裂隙带瓦斯抽采:利用轨道巷内的采煤帮钻场施工顶板走向孔,抽采裂隙带的瓦斯; 

(4)采空区瓦斯抽采:留巷埋管抽采采空区的瓦斯。 


3.22201工作面瓦斯综合治理效果分析

(1)采用柔摸快速充填留巷,较砌块留巷和机械模斗快速充填留巷墙体与巷道顶板接触严密,有利于顶板稳定,减少漏风、避免采空区瓦斯涌出。

(2)22201工作面日产1500t时绝对瓦斯涌出量20 m3/min左右,风排瓦斯量在3m3/min左右,根据该面抽采数据分析,本煤层瓦斯涌出约占30%左右,下邻近层瓦斯涌出约占70%左右。22201工作面回采时大部分瓦斯来自于下邻近层3+4#5#煤层采动卸压瓦斯,被保护层卸压瓦斯抽采量占工作面抽采总量的70%左右。因此须强化对下邻近卸压煤层瓦斯抽采与治理,特别是3+4#煤的瓦斯治理。 

(3)高突煤层群首采层的开采,选择薄煤层作为保护层进行开采,彻底解放主采煤层时,建议选择沿空留巷Y型通风方式,解决工作面上隅角瓦斯超限难题,同时必须对被保护煤层进行卸压抽采。

(4)保护层工作面二面三巷布置,并采用沿空留巷Y型通风技术,留巷的复用可少掘1条巷道,缩短了工作面的准备时间,可实现连续开采,提高煤炭资源回收率。 

(5)经下部4#煤层卸压前后(裂隙带钻孔)抽采数据分析,22201工作面未回采前,抽采纯量为9.5m3/min22201工作面回采后,该组钻孔抽采纯量最大达25.6m3/min。因此开采保护层时,同时对被保护层采取顺层孔进行卸压抽采,能够抽采高浓度、大流量的瓦斯,提高瓦斯的利用率,22201工作面回采期间,自201112月开始,被保护层抽采瓦斯量约为1271m3  

(6)目前,22201工作面已接近收尾,实现2#煤开采面积0.1845km2,原煤产量27.6万吨,同时,该面下覆3+4#5#煤层卸压煤量达200.3万吨。预计到2014年底2#煤开采面积将达到0.325km2,原煤产量达到48.6万吨,届时已采保护层下覆3+4#5#煤层卸压煤量将达352.7万吨。 

(二)底板抽放巷区域瓦斯治理

XXX结合煤层赋存条件和采掘巷道布置,在南三、北二、北四采区上组煤底板布置底板瓦斯抽放巷。目前已开拓6条底板抽放巷,其中:14301工作面预抽巷、南翼1#底板抽放巷、南翼2#底板抽放巷已施工完毕,并形成系统;截至到20143月底,南四1#底板抽放巷已施工70m;北二1#底抽巷停止施工;北二2#底板抽放巷已施工1112m 

同时在已掘进的底板抽放巷内施工了大量穿层钻孔,对上部4#5#煤层进行大面积消突预抽和掩护上部主采煤层巷道掘进。目前XXX正利用定向钻机在北翼1#2#底抽巷超前施工4#5#煤层穿层定向区域预抽钻孔,提前对4#5#主采煤层进行大范围区域性预抽。 

14301预抽巷施工穿层钻孔631个,进尺41728m,抽采面积为176583m2,抽采煤量为141.3t。其中施工掩护14301轨道巷掘进钻孔数为367个,进尺16697m,已掩护14301轨道掘进370m 

南翼1#底抽巷施工穿层钻孔702个,进尺64623m,抽采面积为214123m2,抽采煤量为171.34t。其中施工掩护14302轨道掘进钻孔数为357个,进尺28159m,已掩护14302轨道掘进1115m 

南翼2#底抽巷施工穿层钻孔126个,进尺15785m,目前钻孔正在施工中。 

北翼1#2#底抽巷施工穿层钻孔300个,进尺35205m,目前钻孔正在施工中。 

1.北二2#底板瓦斯抽放巷

北二2#底抽巷设计长度1435m,已施工1112m,巷道规格为4.5m×3.2m,锚网支护,巷道布置在L5灰岩中,跟6#煤顶板掘进,6#煤厚0.3m左右,煤层倾角5°,距离上覆5#煤层13.12m3+4#煤层20.75m2#煤层38.3m。巷道底标高+460+340m 

2.北二2#底板瓦斯抽放巷瓦斯治理措施 

(1)上向穿层钻孔抽采:在底抽巷每15米布置一个迈步式钻场,在钻场内施工上向穿层钻孔,每个钻场扇形布置9个钻孔,呈扇形网络布置,终孔点落在3+4#煤层顶板,提前预抽上覆各煤层中瓦斯并消突,掩护上部煤层工作面采掘。

(2) 穿层定向区域性预抽:利用定向钻机在底抽巷向上部5#3+4#2#煤层施工定向区域预抽钻孔,提前对上部煤层进行大范围、长时间区域预抽,达到消突目的。 


(三)沿空留巷Y型通风及瓦斯综合治理

XXX首采4#煤层开采时,采煤工作面采用传统的U+L”型通风系统,损失40m宽度的煤柱,且采煤工作面瓦斯超限现象频繁,支架架尾到切顶线经常出现局部瓦斯积聚现象,严重威胁着矿井的安全生产。为此,XXX借鉴淮南沿空留巷的技术经验,在24202综采面率先试用了沿空留巷Y”型通风技术,在取得较好的技术应用效果后,在24207工作面大采高条件下采用长距离沿空留巷Y”型通风系统,实现了回采过程中瓦斯零超限。对有效提高厚煤层综采工作面瓦斯治理水平,有着特别重要的意义。 

目前矿井在回采的22201243051430124208工作面也继续沿用了长距离沿空留巷Y型通风系统,已成功留巷累计长度达4500余米。24207工作面已将1548米的可采长度全部实行了留巷。 

1.14301工作面概况 

14301工作面为倾斜长壁式工作面,为南三采区第一个回采工作面,工作面设计的巷道有轨道巷、胶带巷、预抽巷。其中轨道巷、胶带巷设计长508m(第一切眼至第二切眼)。切眼初期回采长度为220m,回采推进508m后将进入第二切眼。第一切眼至第二切眼之间所采煤层为3+4#煤,平均煤厚4.4m,第二切眼至停采线所采煤层为4#煤,平均煤厚2.2m 

2.工作面通风、瓦斯情况 

工作面采用沿空留巷Y”型通风方式,即轨道巷、胶带巷进风,风流经沿空留巷段至南轨1#底抽巷和南轨2#底抽巷回风。目前,工作面配风2500m3/min,轨道巷进风460m3/min、胶带巷进风2040m3/min,回风流瓦斯浓度0.46%;工作面绝对瓦斯涌出量31.21m3/min,瓦斯抽采量19.71m3/min,利用WP-1瓦斯含量快速测定仪测得残余瓦斯量最大为3.31m3/t,抽采率达63.15%

3.瓦斯治理措施 

(1)区域防突措施:  选用定向钻进钻机和旋转钻进钻机在14301轨道巷、14301胶带巷、14301切眼施工4#煤层、3#煤层顺层钻孔,钻孔间距为6-10m,孔深在30-320m之间,预抽工作面的本煤层瓦斯,瓦斯抽采量为3m3/min 

(2)选用ZDY-4000L型钻机在14301第一切眼后部高抽钻场、14301轨道巷和预抽巷斜横贯、14301预抽巷和钻场通过逐级扩孔,施工大孔径高位钻孔,终孔孔径192mm,孔深60-200m之间,钻孔终孔端控制在工作面顶板以上6-9倍采高位置,抽采裂隙带瓦斯,瓦斯抽采量为7m3/min 

(3)选用ZDY-4000L型钻机在14301胶带巷钻场、14301轨道巷钻场施工裂隙带集群钻孔,孔径96-192mm,孔深70140m,钻孔终孔端控制在工作面顶板以上6-9倍采高位置,抽采裂隙带瓦斯,瓦斯抽采量为3m3/min 


(4)选用定向钻机在南三德钻钻场、14301工作面预抽巷、南翼1#底抽巷施工14301工作面下部5#煤层区域预抽钻孔,进行采前预抽,采后抽采3#4#煤层的卸压瓦斯并拦截5#煤层的采动卸压瓦斯,瓦斯抽采量为6m3/min

4. 14301工作面两个“四位一体”综合防突措施流程图

 


5.14301工作面沿空留巷充填工艺 

(1)充填材料的基本组分为水泥、粉煤灰、砂石骨料、复合外加剂和水。 

(2)采用机械充填。充填系统由一部HBMD-40-10-110S充填泵煤矿用混泥土充填泵输送膏体材料,由Ø125mm钢管运送到充填位置,钢管采用快换卡箍连接固定。 

(3)留巷宽度3.5m,充填墙体宽度3.5m,留巷墙体均位于采空区侧。一次充填长度3.6m,每24h充填一次。 

(4)充填工艺流程:材料运输、移架、架后支护、清理→机械立模→铺设钢筋→搅拌输送→充填→清洗泵、管路。 

6. 14301工作面沿空留巷技术效果 

(1)14301工作面(后部)在大采高条件下采用长距离沿空留巷Y”型通风系统,从实现了瓦斯零超限,取得了4.2米大采高沿空留巷的成功, 具有较强的实用性,能够提高煤与瓦斯突出矿井的安全和经济效益,具有很好的推广应用前景。处于国际领先水平。 

(2)沿空留巷Y”型通风具备了无煤柱的开采条件,可以提高优质煤炭资源的回采率。消灭因煤柱形成的应力集中区域,被保护层得以彻底解放,消除煤与瓦斯突出危险。 

(3)改变工作面风流流场,取消上隅角,解决了上隅角瓦斯超限问题。 

(四)采煤工作面全方位立体式抽采

1. 24207工作面瓦斯综合治理措施 

该回采区域为3+4#煤合并层,工作面回采期间的瓦斯主要来源于本煤层、上邻近层2#煤和下邻近层5#煤的卸压瓦斯。为了有效治理24207综采工作面瓦斯,采用了本煤层顺层钻孔、上邻近层瓦斯抽采(倾向高抽巷与大孔径高位钻孔、上邻近层钻孔、顶板走向孔)、留巷埋管采空区抽采等瓦斯综合治理措施。通过上述立体抽采模式,24207工作面配风量在1850m3/min情况下,回风流瓦斯浓度由之前的0.7%下降至0.5%,有效遏制了瓦斯超限事故的发生,取得了良好的效果。

(1)本煤层抽采:在24207轨道、胶带巷施工本煤层钻孔,钻孔间距为6m,孔深为110m130m

(2)裂隙带抽采: 24207轨道巷施工顶板走向钻孔,每组5个钻孔,共布置75个钻孔。

(3) 大孔径高位钻孔抽采:在24207回风巷施工9个钻场,选用ADR-250钻机施工扇形高位钻孔,孔径250mm,孔深80100m

(4)沿空留巷埋管抽采:在胶带巷沿空留巷墙体每隔9m埋设一根4寸铁管,用于抽采留巷墙体内的瓦斯。

2.24207瓦斯治理效果分析

24207综采工作面在回采过程中瓦斯涌出量为27m3/min,风排瓦斯量为9m3/min,瓦斯抽采量为18m3/min,瓦斯抽采率为67%。其中,本煤层瓦斯抽采量为3m3/min,裂隙带瓦斯抽采量为5m3/min,回风巷高位钻孔瓦斯抽采量为10m3/min 

四、瓦斯治理取得的成果

(一)规范了各煤层回采工作面的通风方式。取消了工作面 U+L”通风方式;2#3#煤工作面采用两面三巷 Y”型通风方式;4#煤层现采用一面三巷 Y”型通风方式,下一步243062410414302等工作面将实施两面三巷Y”型通风方式并逐渐推广使用;5#煤层采用一面两巷U”型通风方式。 

(二)2011年,XXX被列为“国家瓦斯治理示范矿井”建设单位。 

(三)形成了全方位立体式的瓦斯抽采格局。利用本煤层抽采、邻近层抽采、高(底)巷抽采、高位大直径钻孔抽采、顶板走向集群孔抽采、采空区埋管抽采、地面钻井抽采、地面多分支水平井下对接抽采等多种抽采方法,形成了全方位立体式的抽采格局。 

(四)形成了以区域治理为主的瓦斯治理技术体系

1.变单一煤层开采、瓦斯治理为煤层群开采、瓦斯治理。调整开采布局和开采程序,由单一4#煤层开采,转向开采5#煤层,同时 2#3#作为保护层进行开采、瓦斯治理。 

2.变本煤层顺层预抽为底板巷穿层预抽,利用底抽巷施工穿层钻孔实现大范围的区域性预抽消突;对有条件的块段,实施了顺层长钻孔递进式区域预抽消突。 

(五)树立并逐步被XXX职工接受的瓦斯治理理念

树立了可保必保、应抽尽抽不掘突出头、不采突出面“机电管理等同于瓦斯管理、瓦斯抽放站当作大型机房管理、局扇当作主扇管理、钻机当作采机管理” “瓦斯超限就是事故”;“瓦斯超限事故是可以预防和避免的”; “多抽一方瓦斯,矿井就多一份平安”;“抽采是根本,通风是基础,监测是保证”;“探水、探气一体化”;“先抽后采、以抽保安、以用促抽” 等逐步被XXX职工接受的瓦斯综合治理理念。  

()过去六年,瓦斯治理取得明显成效。(瓦斯超限次数、钻孔量、抽采量、抽采率、产量指标对比图) 

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