急倾斜特厚煤层水平分层开采工作面瓦斯立体化抽采工艺技术研究与应用
发布时间：2021-01-14 19:51
随着煤层开采深度的增加,瓦斯灾害逐渐成为影响我国急倾斜煤层开采矿井安全生产的重要影响因素;同时,由于急倾斜特厚煤层地质条件与开采工艺的特殊性,导致其水平分层工作面瓦斯治理难度增大。为此,以乌东煤矿+575 m水平43#煤层西翼工作面为工程背景,对其工作面瓦斯涌出来源进行分析并对瓦斯涌出量进行预测;提出了预抽顺层长钻孔、采空区埋管抽采、顶板走向高位钻孔抽采、下部煤体卸压拦截抽采钻孔互相结合的瓦斯立体化抽采工艺。研究结果表明:+575 m水平43#煤层西翼工作面瓦斯主要来源于开采分层与下部煤体卸压瓦斯涌出;工作面的瓦斯预抽率为42.1%,抽采达标;工作面回采过程中进风巷瓦斯涌出量维持在0.5 m3/min,回风巷瓦斯涌出量呈现降低趋势,回风隅角瓦斯浓度位于合理范围之内,回采过程中瓦斯抽采效果较为理想。
【文章来源】：矿业安全与环保. 2020,47(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【图文】：
+575 m水平43#煤层西翼工作面示意图
通过对乌东煤矿+575 m水平43#煤层西翼工作面在回采过程中的瓦斯主要来源分析，结合瓦斯涌出量预测结果，得出+575 m水平43#煤层西翼工作面瓦斯主要来源及其瓦斯涌出量，如图2所示。由图2可知，+575 m水平43#煤层西翼工作面瓦斯涌出总量为11.59 m3/t，主要来源于开采分层及下部煤体卸压瓦斯涌出。开采分层涌出瓦斯主要包含了工作面煤壁和落煤瓦斯，以及采空区遗煤涌出的瓦斯。其中，开采分层的瓦斯涌出量为6.11 m3/t，占比52.72%，占比最大;下部煤体卸压瓦斯涌出量为3.38 m3/t，占比29.16%。因此，有必要采取煤体预抽并对下部卸压煤体进行瓦斯抽采。同时，受综放工作面采煤方法限制，其回采率较低，采空区遗煤中的瓦斯将大量涌出，邻近层及下部煤体卸压瓦斯会涌向采空区。在工作面通风负压作用下，会导致采空区的瓦斯涌向工作面，易造成工作面回风隅角瓦斯积聚。因此，针对瓦斯来源有必要采取强有力措施进行瓦斯抽采，确保工作面的安全开采。
利用乌东煤矿+575 m水平43#煤层西翼工作面1#煤门施工顺层长钻孔。其中，1#煤门单侧布置钻孔20个，控制分层20 m的高度范围，在垂直高度分别控制0、10、20 m，沿着煤层走向布置5排钻孔。其中最下一排布置6个钻孔，钻孔长度为210 m;第二排布置5个钻孔，钻孔长度为200 m;其他3排各布置3个钻孔，钻孔长度分别为124、80、30 m;钻孔孔径为113 mm，封孔长度为10 m。对此区域内的上分层、下分层经裂隙涌出的瓦斯进行拦截抽采。工作面1#煤门预抽顺层长钻孔布置如图3所示。3.1.2 采空区埋管抽采
【参考文献】：
期刊论文
[1]急倾斜特厚煤层开采工作面瓦斯涌出量预测方法的建立及应用[J]. 刘军. 矿业安全与环保. 2019(01)
[2]急倾斜煤层分层开采覆岩裂隙场规律及瓦斯治理技术研究[J]. 杜昌昂,孙路路,张延博,唐礼,司雷. 煤炭技术. 2018(09)
[3]急倾斜煤层群突出规律及防突对策研究[J]. 陈国红,王中华,孙娈娈. 中国煤炭. 2017(10)
[4]吕家坨矿煤层注水技术应用与效果分析[J]. 张九零,范酒源. 煤矿安全. 2017(10)
[5]急倾斜特厚煤层综放工作面埋管抽采效果分析[J]. 刘忠全. 煤炭科学技术. 2017(S1)
[6]急倾斜特厚煤层水平分层开采综放工作面瓦斯涌出特征[J]. 王忠乐. 煤炭科学技术. 2017(S1)
[7]高瓦斯急倾斜特厚煤层瓦斯高效抽采成套技术[J]. 马洪涛. 矿业安全与环保. 2017(03)
[8]急倾斜低透煤层水力压裂瓦斯及水分富集特征[J]. 马衍坤,刘泽功,蔡峰. 采矿与安全工程学报. 2016(06)
[9]乌东煤矿急倾斜特厚煤层瓦斯卸压开采技术研究[J]. 孙郡庆. 煤炭技术. 2016(05)
[10]开采急倾斜特厚煤层瓦斯涌出影响因素分析[J]. 陈建强. 矿业安全与环保. 2015(05)
博士论文
[1]急倾斜煤层分段开采围岩裂隙场演化及瓦斯运移规律研究[D]. 刘程.西安科技大学 2018
[2]急倾斜煤层群水力增透防突技术研究与应用[D]. 潘文霞.中国矿业大学(北京) 2016
[3]急倾斜近距离下保护层开采岩层移动及卸压瓦斯抽采研究[D]. 彭信山.河南理工大学 2015
本文编号：2977442
【文章来源】：矿业安全与环保. 2020,47(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【图文】：
+575 m水平43#煤层西翼工作面示意图
通过对乌东煤矿+575 m水平43#煤层西翼工作面在回采过程中的瓦斯主要来源分析，结合瓦斯涌出量预测结果，得出+575 m水平43#煤层西翼工作面瓦斯主要来源及其瓦斯涌出量，如图2所示。由图2可知，+575 m水平43#煤层西翼工作面瓦斯涌出总量为11.59 m3/t，主要来源于开采分层及下部煤体卸压瓦斯涌出。开采分层涌出瓦斯主要包含了工作面煤壁和落煤瓦斯，以及采空区遗煤涌出的瓦斯。其中，开采分层的瓦斯涌出量为6.11 m3/t，占比52.72%，占比最大;下部煤体卸压瓦斯涌出量为3.38 m3/t，占比29.16%。因此，有必要采取煤体预抽并对下部卸压煤体进行瓦斯抽采。同时，受综放工作面采煤方法限制，其回采率较低，采空区遗煤中的瓦斯将大量涌出，邻近层及下部煤体卸压瓦斯会涌向采空区。在工作面通风负压作用下，会导致采空区的瓦斯涌向工作面，易造成工作面回风隅角瓦斯积聚。因此，针对瓦斯来源有必要采取强有力措施进行瓦斯抽采，确保工作面的安全开采。
利用乌东煤矿+575 m水平43#煤层西翼工作面1#煤门施工顺层长钻孔。其中，1#煤门单侧布置钻孔20个，控制分层20 m的高度范围，在垂直高度分别控制0、10、20 m，沿着煤层走向布置5排钻孔。其中最下一排布置6个钻孔，钻孔长度为210 m;第二排布置5个钻孔，钻孔长度为200 m;其他3排各布置3个钻孔，钻孔长度分别为124、80、30 m;钻孔孔径为113 mm，封孔长度为10 m。对此区域内的上分层、下分层经裂隙涌出的瓦斯进行拦截抽采。工作面1#煤门预抽顺层长钻孔布置如图3所示。3.1.2 采空区埋管抽采
【参考文献】：
期刊论文
[1]急倾斜特厚煤层开采工作面瓦斯涌出量预测方法的建立及应用[J]. 刘军. 矿业安全与环保. 2019(01)
[2]急倾斜煤层分层开采覆岩裂隙场规律及瓦斯治理技术研究[J]. 杜昌昂,孙路路,张延博,唐礼,司雷. 煤炭技术. 2018(09)
[3]急倾斜煤层群突出规律及防突对策研究[J]. 陈国红,王中华,孙娈娈. 中国煤炭. 2017(10)
[4]吕家坨矿煤层注水技术应用与效果分析[J]. 张九零,范酒源. 煤矿安全. 2017(10)
[5]急倾斜特厚煤层综放工作面埋管抽采效果分析[J]. 刘忠全. 煤炭科学技术. 2017(S1)
[6]急倾斜特厚煤层水平分层开采综放工作面瓦斯涌出特征[J]. 王忠乐. 煤炭科学技术. 2017(S1)
[7]高瓦斯急倾斜特厚煤层瓦斯高效抽采成套技术[J]. 马洪涛. 矿业安全与环保. 2017(03)
[8]急倾斜低透煤层水力压裂瓦斯及水分富集特征[J]. 马衍坤,刘泽功,蔡峰. 采矿与安全工程学报. 2016(06)
[9]乌东煤矿急倾斜特厚煤层瓦斯卸压开采技术研究[J]. 孙郡庆. 煤炭技术. 2016(05)
[10]开采急倾斜特厚煤层瓦斯涌出影响因素分析[J]. 陈建强. 矿业安全与环保. 2015(05)
博士论文
[1]急倾斜煤层分段开采围岩裂隙场演化及瓦斯运移规律研究[D]. 刘程.西安科技大学 2018
[2]急倾斜煤层群水力增透防突技术研究与应用[D]. 潘文霞.中国矿业大学(北京) 2016
[3]急倾斜近距离下保护层开采岩层移动及卸压瓦斯抽采研究[D]. 彭信山.河南理工大学 2015
本文编号：2977442
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