东曲煤矿12418综采工作面瓦斯抽采系统研究

王 杰

（山西西山白家庄矿业有限责任公司,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,大学本科,助理工程师,从事煤矿机电技术工作。

东曲煤矿12418综采工作面瓦斯抽采系统研究

王 杰

（山西西山白家庄矿业有限责任公司,太原 030022)

东曲煤矿12418工作面掘进时的瓦斯涌出为回采期间最大绝对瓦斯涌出量16 m3/min,其中抽采量9.6 m3/min,抽采率为60%,因此该工作面必须采取抽采治理瓦斯措施。根据东曲煤矿12418综采工作面所采煤层情况及瓦斯含量特点,分析了回采期间最大绝对瓦斯涌出量,提出了合理的瓦斯抽采系统,确保了工作面安全生产,为类似工作面瓦斯治理提供依据。

综采工作面;绝对瓦斯涌出量;瓦斯治理

1 工作面概况

东曲煤矿12418工作面位于井下973水平四采区,工作面标高980 m～1 016 m。12418工作面北西为已形成的12412工作面,北东为主要大巷保护煤柱,南西为木路塔村（采区边界),南东为已回采完的12414工作面。工作面煤厚在0.50 m～1.60 m之间,平均煤厚1.09 m。煤厚变化较大,属较稳定煤层;煤层倾角1°～8°,平均倾角4°。2#煤容重1.37 t/m3,煤质为瘦煤。可采储量14.37万t。

2 煤层瓦斯基础参数

2#煤层瓦斯基本参数:坚固性系数f=0.40,瓦斯放散初速度为12 mL/s,瓦斯吸附常数a值为31.278 cm3/（g·r-1),瓦斯吸附常数b值为0.829 MPa-1,煤的孔隙率为2.17,瓦斯压力为0.86 MPa,煤层透气性系数为0.641,真密度1.38 m3/t。实测瓦斯含量为3.79 m3/t～4.56 m3/t。根据相邻的12410工作面回采时的瓦斯涌出量、《东曲煤矿瓦斯涌出量预测》以及12418工作面掘进时的瓦斯涌出情况,算得12418工作面回采期间最大绝对瓦斯涌出量为16 m3/min[1-2]。其中抽采量9.6 m3/min,抽采率为60.00%,故该工作面必须采取抽采治理瓦斯措施。

3 瓦斯抽采系统

3.1本煤层钻孔

在12418工作面轨顺口50 m处开始施工抽采钻孔,至12418切眼结束,共设计施工155个,合计进尺13 950 m。钻孔的开孔位置在距底板1.5 m处,钻孔倾角取2°～3°,钻孔直径113 mm,钻孔间距为6 m（沿工作面走向),钻孔深度为90 m。本煤层钻孔抽采量为1.5 m3/min。

3.2低位裂隙带钻孔

在12418工作面皮顺每隔50 m施工一组钻孔进入工作面顶板低位裂隙带内进行瓦斯抽采,钻孔的开孔位置在煤壁与顶板交接处,第一组钻孔距工作面切眼80 m处,至12418皮顺口结束,每组施工4个钻孔,钻孔直径为113 mm,钻孔间距为每组钻孔间距为50 m,每个钻孔间距确定为1 m（沿工作面走向),钻孔方位角按照钻孔终孔位d置内错工作面煤壁5 m、10 m、15 m和20 m,每个钻孔的方位角分别为4°、7°、10°和14°,钻孔倾角为10°,钻孔深度为85 m[3-4]。共设计施工16组64个钻孔,合计进尺5 440 m。预计低位裂隙带抽采量为1.8 m3/min。12418皮顺低位迎向裂隙带钻孔施工图,见图1。

1-a 钻孔剖面图

3.3高位裂隙带钻孔

在12418工作面皮顺每隔8 m施工一个钻孔进

入工作面顶板高位裂隙带内进行瓦斯抽采,钻孔的开孔位置在煤壁与顶板交接处,第一个钻孔距工作面切眼75 m处,至12418皮顺口结束,共设计施工104个钻孔,合计进尺9776 m。钻孔方位角为28°,钻孔倾角为25°,钻孔深度为94 m,钻孔直径为 113 mm,钻孔间距:每个钻孔间距为8m（沿工作面走向)。预计高位裂隙带抽采量为2.2 m3/min。

3.4顶板走向长钻孔

在四采2#煤辅助运输巷施工1#钻场、12418皮顺内施工2#钻场,钻场间距420 m,1#、2#钻场各布置钻孔7个,开孔间距0.4 m,孔径96 mm,孔深550 m,合计施工钻孔数量18个,总进尺7 700 m。预计顶板走向长钻孔抽采量为1.8 m3/min。

3.5下邻近层抽采钻孔

12418工作面正下方为14412工作面,12418工作面走向长度比14412工作面走向长270 m。在14412切眼133 m处开始施工抽采钻孔至14412切眼与14412皮顺交汇处结束,共设计施工22个钻孔,合计进尺5 940 m[5]。钻孔的开孔位置在距底板1.5 m处,钻孔倾角范取2°～3°,钻孔直径为113 mm,钻孔间距为5 m,预计下邻近层抽采钻孔抽采量为1.1 m3/min。

3.6上隅角抽采

工作面上隅角采用悬管法进行抽采,选用12418移动抽采系统抽采。上隅角抽采钻孔抽采量为1.2 m3/min。

4 结束语

12418工作面瓦斯综合治理,通过采取本煤层抽采、低位裂隙带钻孔、高位裂隙带钻孔、顶板走向长钻孔抽采、下邻近层钻孔、上隅角抽采及合理有效的通风措施,确保了工作面安全生产,对类似工作面瓦斯治理有一定借鉴作用。

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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] 周世宁,林柏泉.煤层瓦斯赋存与流动理论[M].北京: 煤炭工业出版社,1999.

[3] 林柏泉.矿井瓦斯防治理论与技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,2010.

[4] 张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京:煤炭工业出版社,2001.

[5] 董魁.综采工作面采空区瓦斯抽采技术的应用研究[D].太原:太原理工大学,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

（编辑:薄小玲)