兴山煤矿瓦斯抽采下向钻孔压风自动排水装置

龙煤矿业股份集团鹤岗分公司兴山煤矿瓦斯抽采下向钻孔自动排水装置龙煤矿业集团股份鹤岗分公司兴山煤矿2023年四月争论的意义给煤矿企业带来巨大的人员伤亡和经济损失。兴山煤矿为煤与瓦斯突出矿井，地质构造简洁，且随采掘深度的不断延长，在断层、地质构造发育的局部地区瓦斯涌出量特别大。由于兴山煤矿是煤层群开采，在矿井开拓大巷和下水平延长过程中需要常常揭穿煤层，依据《防治煤与瓦斯突出规定》的要求，在石门揭煤前应当承受穿层钻孔预抽石门揭煤区域的瓦斯，且穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突7m以前实施〔在构造破坏带应适当加大距离道轮廓线外12〔急倾斜煤层底部或下帮6。因此在石门揭煤区域必需施工下向抽采钻孔，下向抽采钻孔在进展瓦斯抽采过程中，由于岩石多含水，钻孔内会积存较多的水，且水无法从孔底排出，堵塞了钻孔，增大了抽采阻力，从而影响了钻孔的瓦斯抽采效果，大大增加了瓦斯抽采时间，从而影响到石门揭煤的进度。因此，解决下向钻孔中的积水问题，提高钻孔瓦斯抽采效果是矿井瓦斯抽采工作中亟待解决的问题。为了解决下向钻孔由于积水而造成瓦斯抽采效果差的问题，兴山煤矿抽采区经过不断实践，研发了一套下向钻孔压风自动排水装置，实现了下向钻孔自动排水，提高了下向钻孔瓦斯抽采效果。技术要点改进了封孔工艺、提高了钻孔封孔质量；关和电磁阀自动把握高压风，定期彻底去除孔底积水及杂质，将孔内积水排入气水分别器中，当气水分别器中水压大于抽采管路中负压时，水通过负压放水器排出；通过瓦斯抽采多功能参数测定仪定期测定瓦斯浓度、流量，绘制瓦斯抽采浓度、流量曲线图，确定合理钻孔排水周期及压风管供风量，防止过量供风影响抽采系统的抽采效果。试验地点简介兴山煤矿为了建设现代化高产高效矿井，打算将目前三水平集中大巷机车运输方式改为强力皮带连续运输方式，在集中运输大巷旁设313131号煤层属于原始未卸压区域，202329日0.3MPa行、地质超前、先探后掘、先抽后采”的安全理念，抽采区在该预掘220个预抽钻孔3-1所示。钻孔成孔后，为了检验下向钻孔压风自动排水装置在多孔预抽钻孔中的应用效果，在下向钻孔中安装了压风自动排水装置后抽采，通过承受瓦斯抽采多参数测定仪测定各钻孔瓦斯浓度、瓦斯混合流量、瓦斯纯流量，对瓦斯抽采下向钻孔压风自动排水装置的运行效果进展考察。斯斯面图1#钻场三水络巷2#钻场位兴山矿三水平皮带联络巷瓦斯预抽平剖面图制 图审 核总工程师吴长青吕军矿 长 张立财比 例 1:1000日 期 2023.1下向钻孔压风自动排水装置介绍与常规的瓦斯抽采钻孔的封孔方式有所不同，为了实现下向钻孔压风自动排水效果，在封孔时增设了一根四分铁管到达孔底，并将该四分铁管与压风管路之间承受电磁阀相连接，通过时间把握开关设定电磁阀启动、关闭时间来设定压风管路开闭周期及开闭时间，以实现定期定量向瓦斯抽采钻孔中供风来排出孔底的积水和煤渣。下向抽采4-14-2所示；自动排水装4-3~4-54-6所示。图4-1 下向抽采钻孔封孔管件实物图10m棉纱抽放管注浆管导风管海带托盘图4-2 下向抽采钻孔封孔示意图图4-3 下向钻孔压风自动排水装置实物图〔1〕图4-4 下向钻孔压风自动排水装置实物图〔2〕图4-5 下向钻孔压风自动排水装置实物图〔3〕1抽采管路连接收路2气水分别器

4684分导风管3均压放水装置 5压风管 7电磁阀

棉纱抽放管注浆管

10m海带托盘图4-6 自动排水装置示意图下向钻孔压风自动排水装置工作流程风管路关闭，瓦斯抽出的挨次为：钻孔→抽放管→气水分别器→抽采5-1所示。11抽采管路连接收路2气水分别器CHCHCH4CHCH35压风管6计时状态84棉纱7抽放管注浆管导风管海带托盘图5-1 自动排水装置运行示意图〔无水时〕当钻孔内有水时，需排水时，事先将钻孔内积水时间标定，将把握装置设定好，排水时间定好，以到达自动排水效果。时间把握装置起动电磁阀⑦开启，压风管路中的高压风由⑤压风管→⑦电磁阀→⑧4分导风管→④抽采管，将孔内积水向上压出，至气水分别器②，到达气水分别，其中气由气水分别器至抽采管路①，另一路水由气水分别器②→均压放水装置③溢出，到达自动放水的效果。装置运行示5-2所示。了，电磁阀启动将风路关闭，抽放系统连续抽放孔内的瓦斯，其瓦斯抽出挨次为：钻孔→抽放管→气水分别器→抽采管路系统。5-3所示。1抽采管路连接收路2气水分别器

6开关启动

410m3

84棉纱5压风管 7电磁阀开启

抽放管注浆管导风管海带托盘图5-2 自动排水装置运行示意图〔放水时〕图5-3 下向钻孔压风自动排水流程示意图效果考察在钻场各考察钻孔施工完毕后，安装压风自动排水装置，通过电磁阀把握压风系统与通气管的连接，设定排水周期及排水时间，实现孔内自动排水，并考察钻孔排水后的瓦斯抽采效果。通过承受瓦斯抽6-1所示，承受压风自动排水装置的下向钻孔在接抽期间瓦斯浓度及瓦斯6-1、6-2所示。测量时间瓦斯流量CH测量时间瓦斯流量CH4浓度瓦斯纯量测量时间瓦斯流量CH4浓度瓦斯纯量(m3/min)(%)(m3/min)(m3/min)(%)(m3/min)9:470.1710.10.01710:100.5918.60.1109:500.2610.10.02610:110.5818.80.1099:520.179.70.01610:120.6119.60.1209:540.1810.30.01910:130.619.50.1179:560.189.50.01710:140.5820.10.1179:580.2210.20.02210:150.5918.80.1119:594.4900.00010:160.6418.40.11810:004.8700.00010:170.5918.20.10710:010.1318.30.02410:180.6418.50.11810:030.3118.10.05610:200.6118.40.11210:050.3920.30.07910:210.6320.10.12710:060.5220.30.10610:220.6219.60.12210:080.5619.80.111图6-1 排水前后下向钻孔瓦斯抽采浓度变化曲线图图6-2 排水前后下向钻孔瓦斯抽采纯流量变化曲线图6-16-16-2分析可以看出：1959分前为由于瓦斯抽采钻孔内积存有水，影响了瓦斯0.02m3/min。2959进展压风排水，这时由于压风导致抽采管路混合流量增大，压风排水4.8m3/min0。3、10点零分，电磁阀设定的排水时间完毕，把握压风阀门关闭，压风排水完毕。排水后积水被排净，孔内瓦斯浓度上升至20%左右，0.6m3/min0.12m3/min。41030采流量及瓦斯浓度保持平稳数值，较排水前效果显著。瓦斯浓度除压风开启期间突然下降外，其余时间浓度也比排水前有所提高。这说明承受下向钻孔压风自动排水装置后实现了气水分别，始20232112023320日，累计抽6529.2m3。2023321日，防突办技术人员又对抽采效果进展了检验，经测定该处312.31m3/t，瓦斯压力为0MPa。由此可以看出通过瓦斯抽采，该石门揭煤区域瓦斯得到了很好的释放，消退了煤层突出危急性。阅历总结下向钻孔压风自动排水装置能有效的提高瓦斯抽采效果。下