煤矿高级助理工程师论文白芨沟煤矿瓦斯抽采新技术在瓦斯防治中的研究与应用

1、煤矿高级助理工程师论文：白芨沟煤矿瓦斯抽采新技术在瓦斯防治中的研究与应用摘 要： 在2521综采工作面瓦斯预抽时间短、采面生产时瓦斯涌出量大的情况下，针对工作面瓦斯来源，有针对性地采取各种防治措施，进一步强化了瓦斯抽采新技术在瓦斯防治中的研究与应用，从而保证了2521综采工作面的正常生产。关键词： 瓦斯抽采 瓦斯预抽时间 瓦斯涌出量 新技术应用1 矿井概况白芨沟煤矿是神华宁夏煤业集团一座生产优质无烟煤的大型井工矿，始建于1965年，1972年建成投产。井田位于汝箕沟矿区，行政隶属石嘴山市，井田走向长6.3km，倾斜长2.5km，面积为11.2652km2。主采二层煤，平均厚度为20.84m，煤

2、层倾角0°8°，平均4°，煤层直接顶为灰黑色溥层状粉砂岩。煤质均属低灰、低硫、中低磷、高发热量、易选的优质无烟煤。矿井自投产以来，历年瓦斯等级鉴定均属高瓦斯矿井，2007年矿井绝对涌出量为106.93m3/min（其中含抽放量67.73 m3/min），相对瓦斯涌出量为31.02。瓦斯赋存变化规律是，南部大于北部，深部大于浅部，煤层瓦斯含量为4.7723.59 m3/t。目前矿井正在按180万t/a的生产能力进行技术改造，技改完成后将形成“一井一面”的生产格局，生产接续的采区为南翼采区。矿井曾于2003年10月24日发生瓦斯爆炸事故，在处理事故中对矿井进行了全面封

3、闭，致使生产接续的南翼采区2521（一）工作面瓦斯预抽期严重不足，为了缓解抽采接续紧张的矛盾，引进了长距离定向水平钻孔瓦斯抽采技术。工作面回采时可解析瓦斯量北部为0.5m3/t、南部为1.24 m3/t，达到了国家规定的基本抽采指标。但是由于预抽期只有1年多，煤层瓦斯含量仍达到6.83 m3/t，工作面开采初期配风量3800m3/min，瓦斯涌出量为34.2 m3/min。为此，我矿又采取了顺层钻孔抽采、地面钻孔抽采、高位抽采巷抽采、上隅角抽采、尾巷抽采等补充措施，有效控制了瓦斯超限。2 瓦斯治理的主要措施2.1 引进长距离定向水平钻孔瓦斯抽采技术为了保证2521、2621区段正常接续，经神华

4、宁煤集团考察论证，于2007年引进了澳大利亚国际矿业联合公司长距离水平钻孔技术，在2521、2621区段利用1640集中巷沿煤层倾向布置了7个钻场、87个水平穿层钻孔（钻孔距煤层顶板8m，孔间距25m，倾向钻孔平均长度600m，走向钻孔平均长度1000m，钻孔孔径150mm，水平钻孔总工程量51371m）。对2521、2621区段进行高强度瓦斯预抽(澳钻长距离水平孔布置见图1，钻孔参数见表1)。该项目于2007年5月实施，2008年5月结束。瓦斯预抽效果最好时，瓦斯抽采单孔流量达到11.4m3/min，浓度达到90%。目前，单孔平均流量为1.4m3/min，浓度为58.25%，瓦斯纯量约为67

5、.07m3/min（其中2521区段31.52 m3/min）。2.2 采取综合治理措施地表钻孔抽采：在地表对应位置，沿工作面走向内错2521回顺1530m，每间隔30m施工一个抽采立孔（见表3南四山顶抽放钻孔参数表）。共设计钻孔51个，目前完成22个，形成2套系统抽采251(一采空区瓦斯。其中，1套抽采浓度为15.4%，抽采纯量为8.09m3/min；另一套抽采浓度为5.4%，抽采纯量为2.84 m3/min。合计抽采纯量为10.933/min。高位抽采巷抽采：在工作面倾斜方向内错回顺10m，距工作面顶板10m处布置一条高位瓦斯抽采巷(高位抽采巷布置见图2，抽采参数见表2，抽采瓦斯纯量28.

6、8m3/min)。在1650回风石门安设4台移动抽采泵，形成2套独立的抽采系统抽采2521高位抽采巷瓦斯。其中：1台抽采浓度为5.6%，抽采纯量为2.94 m3/min；另2台并联抽采浓度为5%，抽采纯量为5.25 m3/min。合计抽采纯量为8.19m3/min。尾巷抽采：利用工作面采过的回风横川作为尾巷抽采，通过引排风机抽采采空区瓦斯，抽采量为4.09m3/min。顺层抽采：在工作面运顺、中间巷掘进时，同时施工顺层钻孔，每间隔12m布置1个钻场、3个钻孔(钻孔间距3m)。同时超前抽采本工作面煤体瓦斯，做到“三同时”。在3#措施巷以北，利用3#措施巷和1#措施巷施工水平走向钻孔（见表4，1#

7、、3#措施巷钻孔参数表），抽采本工作面北部煤体瓦斯。目前已施工钻孔27个，联管抽采，钻孔抽采浓度为5%14%，抽采量为4.79 m3/min。通过以上综合措施抽采的瓦斯纯量约为28.8m3/min。目前，地面立孔抽采、高位巷抽采和尾排抽采在2521(一)工作面瓦斯综合治理中发挥了较大作用，且随着工作面逐步向北推进，其抽采效果还将更加明显。今后，矿将会根据实际情况，科学合理调整各项措施的实施力度，保证发挥最大效能，以保证生产过程中瓦斯不超限。2.3 压缩产能、调整采掘抽关系2009年，神华宁煤集团将我矿的产量由160万t/a缩减为150万t/a，将2521、2621区段设计的跳采改为分段接续，等

8、2521区段回采结束后再接续2621区段，降低了开采强度，延长了瓦斯抽采时间，缓解了抽采矛盾。2.4 加强管理，保证各项治理措施有效实施首先增强了瓦斯治理的紧迫感和危机感，牢固树立“瓦斯超限就是事故”和“没有抽不出的瓦斯，只有打不出的钻孔”的理念。二是制定激励政策，对抽采钻孔进尺进行计量考核，每欠1m钻孔罚款30元，超1m钻孔奖励20元。三是加强抽采钻孔施工和抽采管理，由通风科和安监科对抽采钻孔进尺及抽采量进行质量和计量检测，根据实际情况随时调整措施。四是严格执行“三同时”规定，做到瓦斯抽采与巷道掘进同时设计、同时施工、同时抽采。3 瓦斯治理取得的效果3.1 提高了抽采率2521(一)工作面瓦

9、斯抽采率由60%提高到87%，抽采瓦斯量63.38m3/min，工作面风排瓦斯量由工作面开采初期的34.2 m3/min降到了9.2m3/min左右。3.2 降低了瓦斯浓度2521(一)工作面回采过程中，回风流瓦斯浓度保持在0.4%0.6%，工作面瓦斯浓度保持在0.35%0.6%，上隅角瓦斯浓度保持在0.5%0.7%。3.3 减小了供风量2521(一)工作面的配风量由开采初期的3800m3/min减为1534m3/min，减少了2266 m3/min。减少了60%。降低了工作面回风流风速和上隅角负压，减弱了煤尘飞扬和采空区漏风，有利于防止采空区自燃发火。3.4 简化了抽采钻孔布置利用1#、3#

10、措施巷走向水平钻孔加强瓦斯抽采，3#措施巷以北不再施工中间巷、措施巷及其顺层钻孔，少施工巷道920m，工作面巷道布置简单，优化了通风系统，消除了安全隐患。综上所述，通过立体措施对2521（一）工作面瓦斯进行综合治理，已取得了实效。目前，工作面瓦斯抽采率达到了87%，回采过程中工作面瓦斯浓度不超过0.6，上隅角不超过0.7，回风流不超过0.6，具备了安全生产条件。而且随着工作面向北推进，客观上瓦斯含量也在逐渐降低，长距离水平钻孔顺层抽采、高抽巷、地面钻孔抽采、尾排巷抽采等主要措施将发挥更大作用，瓦斯治理效果将更加明显，完全能够消除回采过程中瓦斯超限现象。4 瓦斯治理的几点体会（1）必须严格贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，按照核定的能力组织生产，杜绝由于超能力生产造成瓦斯超限现象。（2）按照“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理要求，牢固树立“瓦斯超限就是事故”的理念。严格落实“一通三防”责任制和瓦斯治理的各项规定，超前安排瓦斯治理措施，决不能心存侥幸。（3）要坚决依靠科技治理瓦斯，加大瓦斯治理投入。引进先进的抽采技术、抽采设备及监测监控手段，提高瓦斯治理措施的效果。（4）瓦斯治理要与防灭火治理统筹兼顾。超前规划、超前治理，隔绝井