综采工作面采空区密闭埋管抽采技术研究与应用

1、综采工作面采空区密闭埋管抽采技术研 究与应用马延巍西山煤电集团屯兰矿摘要：以屯兰矿12408工作面为例，分析了 u型通风方式下采空区流场，提出采用负压 导流的措施减少采空区漏风的方法。应用采空区密闭埋管抽采技术，每150m设 置联络巷施工密闭埋设450伽管路抽采，负压34kpa,抽采流量1 lomvmin,上 隅角瓦斯的浓度维持在0. 5°. 6%,保证了工作面的安全牛产。关键词：u型通风;采空区;瓦斯抽采;作者简介：马延巍（1986-）,男，毕业于河北工程大学采矿工程专业，本科， 助理工程师，现任西山煤电集团屯兰矿通风区副区长，从事煤矿通风安全管理 工作。收稿日期:2017-06-

2、28research and application of closed buried pipe extraction technology in working facema yan-weitun lan coal mine, xishon coal power group;abstract：taking the 12408 working face of tun lan mine as an example, this paper analyzes the flow field of the goaf in the u-type ventilation mode, and puts for

3、ward the method to reduce the air leakage in the goaf zone by meansof negative pressure diversion, namely the application of goaf airtight extract i on technology of buried pipes, with each 150 in set ting connecti on construetion airtight buried 450 mm line extraction, negative pressure 34 k pa, ex

4、traction flow of 110 m3/min, the conccntration of the gas in upper corner maintained at 0. 5%0.6%, which ensured the safetyproduction of working face.keyword：u-type ventilation; goaf; gas extraction;received： 2017-06-28在煤矿特大事故屮，煤矿瓦斯事故占比例最大，而对矿井瓦斯的高效抽采，是 治理瓦斯灾害的根本途径1, 2。“u”型工作而上隅角瓦斯治理是重大难题，采 用“u+l”、型

5、通风治理2, 3,或采用多位联合抽采技术固，均可取得较 好的瓦斯治理效果。在保证产量的同时须考虑“采-掘-抽”的衔接及吨煤成木的 投入。针对上隅角的采空区密闭瓦斯抽采，抽采系统简单、针对性强，施工简便, 其随工作面推进而移动抽采，具有一定的时效性。本文以屯兰矿12408工作面为 例，采用理论分析及工程试验进行采空区密闭瓦斯抽采研究，以期提供有益的 工程借鉴。1工作面概况屯兰矿是煤与瓦斯突出矿井，矿井最大绝对瓦斯涌出量289m/mino 12408工作面 位于南四盘区，盖山厚度约为185361叫 工作面斜长235m,可采走向长670m。2、3煤层合并开采，2煤层厚度约3. 01m, 3煤厚度约0

6、.91m,煤层之间有0. 73m 的炭质泥岩，煤岩总厚度为4. 65m,含肝率0.15%。煤层整体向南倾斜，倾角平 均为3.5° o 2煤层原始瓦斯含量10. 02m/t,原始瓦斯压力约1. 041. 24mpa。工 作面u型布置，正常生产期间进风量1485m/min.回风1500m/min,绝对瓦斯涌 出量 25m/mino2采空区密闭埋管抽采技术2.1技术原理分析(1) 采空区瓦斯來源有回采过程屮的遗煤、上邻近层瓦斯涌出及下邻近层瓦斯涌 出。随工作面推进，采空区遗煤增多，上下邻近层卸压范围扩大，瓦斯以“扩散 -渗流”方式，进入采空区血。(2) 如图1 (a)“u”型通风方式采空区

7、流场示意图，采空区内流场压力遵循p1>p2>p3>p4>p5>p6,采空区内风流集中指向上隅角位置以进入冋风巷，即采空 区含瓦斯风流汇聚上隅角，故采空区瓦斯梯度方向与风流方向一致5,瓦斯浓 度遵循cl>c2>c3>c4>c5>c6o上隅角位置是工作面风流和采空区漏风风流的交汇 处，当工作面风量不足以将汇入风流瓦斯浓度稀释至1%以下，上隅角瓦斯浓度 超限。(3) 基于上述分析，防治上隅角瓦斯浓度超限可采取两种措施：(1)加大工作 而风量；(2)减少采空区向工作而的漏风风流。工作而风量不能无限制增加，风 量过大结果可能造成采区通风系统的不

8、稳定，同时也增加了采空区瓦斯风流涌 出，因此，单增加风量的方法不可靠。而采用负压导流的措施减少采空区的漏风 5,6,方法更为简便，即采用埋管抽采方法，如图1 (b)埋管抽采条件采空区 流场示意图，减少了含瓦斯风流涌入上隅角，高浓度瓦斯向抽采管路靠近，减 小了上隅角超限的可能。图1 “u”型工作面采空区埋管抽采原理图下载原图2. 2施工方法(1) 在邻近12408工作面与12408轨道平行布置一条12408瓦斯治理巷，如图2 所示，主要用于对工作面采空区瓦斯抽采，瓦斯治理巷与12408轨道巷保护煤 柱宽度为30m。(2) 12408瓦斯治理巷与轨道巷每隔150ni设置联络巷，联络巷构筑一道密闭墙

9、, 在每一道密闭墙内埋设一根直径为300mm抽采管道，抽采管道埋设位置距顶板 为 0. 6mo(3) 为减少采空区内瓦斯混合气体窜流到工作而内，提前在工作而滞后上隅角 5ni处设置一道“l”型隔离墙，如图2所示。(4) 在12408瓦斯治理巷内铺设集中抽采管路，集中抽采管肓径为450mm,集中 抽采管路与每一道密闭墙体屮的抽采管相连接并安装控制阀。(5) 在12408工作面停采线外施工抽采泵站，泵站内安装两台型号为 zwy-260/315抽采泵，该抽采泵在运行时必须保证抽采负压值不得低于34k pa, 单位时间内抽采混合流量不得低于llom/minc(6) 当工作面回釆至距隔离墙5m后，开始对

10、采空区内瓦斯混合气体预抽，为保 证瓦斯防治效果，增加工作面配风量至1600m/mino(7) 为保证抽采泵负压值，在每一次预抽采空区瓦斯时必须关闭其他密闭墙抽 放管道上的控制阀，在抽放瓦斯气体期间在工作面上隅角安装瓦斯监测仪，且 安排专人每lh进行观测一次并记录。图2 12408工作面采空区密闭埋管措施示意图下载原图2.3应用效果仃)12408工作面正常回采期间，移动泵抽采混合量瓦斯浓度2.5%,抽采瓦斯 纯量2m/min,上隅角瓦斯浓度控制在0. 50. 6%,冋风瓦斯浓度控制在0. 5%以下, 工作面平均口产量5600t/d左右，最高口产量达7000t/d,实现了工作面高效安 全生产。(2

11、) 煤与瓦斯突岀矿井屯兰矿12408工作面采空区密闭埋管抽采技术的应用， 有效控制了工作面牛产期间瓦斯的涌出，解决了上隅角瓦斯超限影响牛产的难 题，实现了综采工作面的高产高效，并为上隅角瓦斯治理提供有益的工程借鉴。3结束语实践证明采用密闭墙埋管抽查技术，有效降低了上隅角瓦斯浓度，解决了采空 区内瓦斯异常涌出的技术难题，取得了显著的经济、安全效益。参考文献1 袁亮我国煤炭工业安全科学技术创新与发展j煤矿安全，2015, 46 (si) :5-11.2 薛俊华近距离高瓦斯煤层群大采高首采层煤与瓦斯共采j 煤炭学报， 2012, 37 (10) :1682-1687.3 俞启香，程远平矿井瓦斯防治m.徐州：中国矿业大学出版社，