| 标题 | 矿井瓦斯综合治理技术应用研究 |
| 范文 | 摘 要：米箩矿为近距离煤层群煤与瓦斯突出矿井，瓦斯是制约矿井安全生产的主要因素，采用单一的瓦斯治理手段难以有效的对矿井瓦斯进行治理。采用保护层开采、穿层瓦斯抽采、高位瓦斯抽采钻孔以及上隅角瓦斯抽采等综合瓦斯抽采技术手段对突出煤层瓦斯灾害进行治理，结果表明，在回采面生产期间，上隅角及回风巷瓦斯浓度均为超过0.5%，有效的解决了回采面瓦斯治理问题。 关键词：瓦斯抽采；煤层群；瓦斯综合治理 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.084 煤与瓦斯突出矿井的瓦斯治理问题一直是制约矿井安全生产的影响因素[1]。国内外的众多学者进行了大量的基础研究，提出了各种瓦斯治理技术，并取得了显著的研究成果[2-4]。常规的瓦斯抽采技术具有一定的局限性，采用单一的瓦斯治理技术往往不能取得实现矿井的安全生产需要。本文以米箩矿近距离煤层群开采瓦斯治理为工程背景，对瓦斯综合治理技术在矿井中的应用进行分析，以便能更好的促进矿井的安全生产。 1 矿井概况 米箩矿位于乌蒙山南斜坡地段，属高原中山峡谷地貌，海拔为+1035～+1975m之间。井田中部出露三迭系石灰岩，多在两翼靠近煤层露头侧形成悬崖陡壁，其下的飞仙关地层则多为逆向陡坡，煤系地层因易风化冲蚀，多沿地层走向形成沟谷毗连的低凹槽地。区内沟谷切割较深，多呈“V”字形。米箩矿主要开采有1、3、9、10号等煤层，总资源量为18835万t。 2 瓦斯综合治理技术 2.1 穿层钻孔瓦斯治理技术 受到1号煤层开采影响，1号层下部的3号、9号及10号煤层的渗透率都得到一定程度的提升，利用位于10号煤层底板处的瓦斯抽采巷道，施工穿层瓦斯抽采钻孔，对上部的3号、9号及10号煤层进行瓦斯抽采。穿层瓦斯抽采钻孔的终孔间距为10m。 2.2 高位瓦斯抽采钻孔 在3号煤层110302综采工作面回风巷沿着煤层走向方向，每隔40m布置一个高位瓦斯抽采钻场，在每个高位瓦斯抽采钻场布置8个瓦斯抽采钻孔，钻孔的直径为94mm，钻孔的孔深在60～70m，以便拦截1号煤层采空区瓦斯向110302综采工作面涌出，具体的高位瓦斯抽采钻孔布置如图所示。通过抽采管路中抽采负压作用，可以改变回采工作面采空区内以及临近层瓦斯流场。以便更好的解决采空區瓦斯向回采空间涌出以及上隅角瓦斯超限问题，具体的抽采钻孔布置如图2所示。 2.3 采空区埋管瓦斯治理 在3号煤层110302综采工作面开采之前就在回巷道上安设直径为450mm的瓦斯抽采管路，并与上隅角留设的伸缩风筒进行连接。随着回采工作面的不断向前推进，瓦斯抽采管路随之埋入到采空区之内。在瓦斯抽采管路中每隔一段布局安设一个三通，在瓦斯抽采管路即将埋入到采空区之前先将控制阀关闭，同时打开下一循环的瓦斯抽采管路阀门，以便利用瓦斯抽采管路不断的对采空区瓦斯进行抽采。采空区瓦斯抽采埋管深入到采空区内30m。 3 瓦斯抽采效果 3.1 穿层钻孔瓦斯抽采效果 为了掌握底板瓦斯抽采钻孔对1号煤层开采区间对其他煤层的瓦斯治理效果，选择2个瓦斯抽采钻场对瓦斯抽采参数进行考察。对于单个瓦斯抽采钻孔，在与回采工作面距离0～-20m位置时，抽采钻孔的瓦斯抽采浓度及流量较低，且保持稳定。在距离回采面20～50m时，回采造成的底板裂隙发育，瓦斯抽采钻孔的流量及浓度均保持在高位，煤层受到的应力降低，被保护层的裂隙发育，透气性显著提升，煤层瓦斯压力降低，钻孔瓦斯流量增大。在距离回采面50～100m时，瓦斯抽采钻孔的浓度及流量逐渐减小，上层煤的采空区被矸石填充。穿层钻孔瓦斯抽采浓度及瓦斯抽采量总体表现先增后减的趋势。 3.2 高位瓦斯抽采效果分析 高位瓦斯抽采钻孔的抽采负压在5～8kPa，在回采工作面推进至距离高位瓦斯抽采钻孔60m位置时，通过打开瓦斯抽采阀门对瓦斯进行抽采，当回采工作面推进到距离抽采钻场20m时，打开下一个高位瓦 （下转第3页） （上接第90页） 斯抽采钻孔瓦斯抽采阀门；在回采工作面距离钻场-20～0m位置时，两个相邻的高位瓦斯抽采钻场同时对采空区瓦斯进行抽采。随着回采面推进，瓦斯抽采钻孔抽采浓度及流量如图3所示。 3.3 上隅角瓦斯抽采效果分析 对上隅角瓦斯抽采浓度以及纯量进行统计分析，从统计结果可以看出，上隅角采空区瓦斯抽采浓度随着回采工作面的不断向前推进，瓦斯抽采浓度基本保持在12%左右，瓦斯抽采负压基本保持在5kPa，瓦斯抽采纯量基本保持在11.5m3/min，上隅角瓦斯抽采取得显著效果。 4 总结 瓦斯突出矿井采用单一的瓦斯治理技术往往不能取得较好的应用效果，通过采用穿层钻孔、高位瓦斯抽采钻孔以及上隅角埋管瓦斯抽采等综合瓦斯治理技术，大大降低了回采工作面生产期间的瓦斯涌出量。回采工作面回风巷及上隅角瓦斯浓度均未超过0.5%，回采面未出现瓦斯聚集以及瓦斯超限等情况，瓦斯治理取得了较好的应用效果，为矿井的安全生产创造了良好条件。 参考文献： [1]牛盛晓，胡志华，刘翔峰.综合抽采技术在工作面瓦斯治理中的应用[J].水力采煤与管道运输，2018（04）：69-70. [2]王英旭.高瓦斯综采工作面瓦斯综合治理技术措施[J].山东煤炭科技，2018（10）：112-114. [3]李峰.综放作业面瓦斯综合抽采治理技术[J].能源与节能，2018 （07）：94-95. [4]曹运兴，张军胜，田林，翟红，傅国廷，唐军华.低渗煤层定向多簇气相压裂瓦斯治理技术研究与实践[J].煤炭学报，2017，42（10）：2631-2641. 作者简介：冯中胜（1986-），男，云南曲靖人，本科，工程师，安全副总工程师，从事矿井通风瓦斯治理工作。 |
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