汾西矿业集团双柳煤矿 山西吕梁 032300
摘要:突出矿井回采工作面采用“U”型通风系统,由于上隅角顶板存在不能及时垮落的问题,容易对上隅角瓦斯治理造成困难。本文主要根据工作面在回采过程中的瓦斯涌出量情况,对造成上隅角瓦斯浓度升高的原因进行分析,采取有针对性的措施,确保工作面的安全、高效生产。
引言
目前,回采工作面采用“U”型通风系统,上隅角瓦斯管理成为制约工作面高效生产的瓶颈,对与上隅角的瓦斯治理手段也在不断更新,主要采用瓦斯抽采、引导风流稀释瓦斯等措施,本文主要结合矿井实际情况,介绍工作面的瓦斯治理方法和改进措施。
一、矿井现状
双柳煤矿位于柳林县孟门镇,属于煤与瓦斯突出矿井,矿井瓦斯绝对涌出量为94.89m3/min,相对涌出量为15.97m3/t。矿井采用郭家山地面固定抽采泵进行瓦斯抽采工作,并实现了全矿井的高、低负压瓦斯分源抽采。泵站抽采泵型号为2BEC87,额定流量850 m3/min,抽采负压40-49Kpa,电机功率1000KW。
目前井下三采区抽采主管路使用一趟Φ720mm抽放管路,一趟Φ820mm抽放管路,二采区抽放主管路使用两趟Φ478mm抽放管路。Φ720mm主管路为低负压抽采系统,Φ820mm主管路为高负压抽采系统;全矿井瓦斯抽采量为46m3/min,瓦斯抽采率为58%,矿井瓦斯抽采能力满足生产要求。
矿井瓦斯治理模式采用“区域预抽+底抽巷+千米钻机顶板走向裂隙钻孔+本煤层顺层钻孔+上隅角(高、位裂隙孔)抽采”的工程型瓦斯治理模式。
3(4)18工作面回采4(3+4)号煤层,煤层厚度3.3-4.1米,工作面为智能化回采工作面,采用一次采全高,顶板跨落法管理顶板。工作面可采走向长度999.3米,倾向长度196.2米,截止9月26日已回采至200m。
矿井与天地公司合作,由天地公司根据回采工作面顶板岩性制定水力预裂钻孔施工方案,并安排人员进行钻孔的施工和压裂工作。现由天地公司施工的运巷顶板水力预裂孔已有11个孔进入采空区,剩余3个孔在超前支护内;由智采队施工的1#水力预裂钻孔已进入超前支护10m,预裂效果待1#孔进入上隅角后观察效果。
(一)涌出量介绍
目前33(4)18工作面瓦斯涌出量26.7m3/min(风排7 m3/min,抽放19.7 m3/min)。
(二)瓦斯情况
9月26日零点班33(4)18工作面上隅角瓦斯0.6%,工作面瓦斯浓度0.32%,回风流瓦斯浓度0.4%。
(三)通风情况
33(4)18工作面配风量1750m3/min,工作面风排瓦斯量7m3/min。
(四)抽采情况
33(4)18工作面抽采量19.7m3/min,抽采钻孔分以下三类:运巷小钻场裂隙带钻孔、大钻场顶板走向长钻孔、抽采巷高低位裂隙带钻孔。
1、运巷小钻场裂隙带钻孔抽采情况
钻场布置10个裂隙带钻孔,1#-10#钻孔终孔水平距离控制在工作面切割巷10m-80m的范围内。
4#钻场裂隙带钻孔浓度参数表
2、运巷大钻场顶板走向长钻孔抽采情况
钻场布置8个裂隙带钻孔,1#-8#钻孔终孔水平距离控制在工作面切割巷10m-55m的范围内。
1#大钻场顶板走向长钻孔浓度参数表
钻场钻孔参数表
3、抽采巷高、低位裂隙带钻孔抽采情况
抽采巷裂隙带钻孔每隔3m布置一个,钻孔方位角80°,高位孔终孔高度43m,低位孔终孔高度37m。
高、低位裂隙带钻孔浓度参数表
二、存在问题
(一)由天地公司施工的运巷顶板水力预裂孔的预裂效果不明显,导致上隅角悬顶7米深(直接顶已垮落1m高)。
(二)运巷施工的顶板水力预裂钻孔出现与抽采巷裂隙带钻孔导通情况,影响工作面瓦斯抽采效果。
(二)大钻场内1#顶板走向长钻孔未施工到设计长度,上隅角的瓦斯治理主要还是依靠4#小钻场钻孔和抽采巷顶板裂隙带钻孔进行抽采。由于上隅角存在悬顶,顶板裂隙发育不充分,影响了裂隙带钻孔的抽采效果。
三、采取的措施
(一)在原天地公司施工的水力预裂钻孔(12#-14#)范围内重新施工水力预裂孔,将方位角调整至0°。并按照规程规定施工切顶眼。
(二)始终保证运巷端头支架和过渡支架超前基本支架400mm。
(三)材巷和运巷端头支架拉架后按照操作规程及时使用切顶柱。
(四)运巷施工的顶板水力预裂钻孔出现与其他钻孔导通的要及时进行封堵,未出现导通情况的钻孔应封孔接入抽采系统。
(五)运巷5#小钻场钻孔已施工完毕,作为大钻场的补充措施,需尽快接入运巷抽采系统,提高工作面瓦斯抽采量。