突出煤层岩浆岩顶板综采工作面瓦斯治理.pdf

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第15卷第5期(总第96期)
Vol 15 No 5(Series No96)
2010年10月
Coal mining Technology
October 2010
突出熛居岩浆岩项板線来工体面瓦斯治理
夏必培,董伟
(皖北煤电集团公可卧龙湖煤矿,安徽淮北235157
[摘要」通过105综采工作面初采强制放顶、沿空留巷、采空区上隅角埋管抽采、煤层深孔
预裂与注水、辅助孔抽采等综合措施的实践,有效地控制了采空区纳顶板冒落充填、上隅角及回风流
瓦斯浓度,为类似条件下瓦斯治理及综采工作面回采提供了经验。
关键词]突出煤层:瓦斯治理;沿空留巷;埋管抽采
中图分类号]TD712.62[文献标识码]B[文章编号]10066225(2010)05-0096-02
Methane Prevention of Full-mechanized Mining Face with
gneous Roof in Coal Seam Inclinable to Bursting
卧龙湖煤矿为煤与瓦斯突出矿井,首采矿井南间架设双挑棚进行加固;回采过程中,风巷采用沿
翼的10煤为突出煤层,受岩浆岩侵蚀严重,煤层空留巷,墙宽为1.7m,留巷宽2.4m,墙体中间每
的原始瓦斯含量1.34m2/t,下距11煤(煤厚0.8m加金属网、锚杆等进行加固。
0.5m)15m,在建井期间,10煤发生过煤与瓦斯
输巷
突出。瓦斯严重制约着矿井综采工作面正常回采,
』区
尤其是工作面的初采,抽采瓦斯效果差、工作面风
速小,老空瓦斯易积聚等,采取了初采强制放顶
、『
沿空留巷、煤层注水及煤层预裂爆破等综合性
立体”措施,増加煤壁的透气性和瓦斯解吸量,
提高采空区抽采效果,保证工作面安全回采。
105回风巷
1工作面概况
图1105工作面平面
105工作面为南翼采区第2个工作面,北部为
104工作面,南部为105工作面,西部以DF8断层2瓦斯治理方案设计
东的岩浆若侵蚀区为界,东至大巷保护媒柱线,为2.1瓦斯涌出量预计
倾斜长壁工作面,俯采角度9,U型通风,见图
根据104工作面回采实践,对105工作面煤层
。其设备配置:99架2Y500013/28液压支架、预抽后的瓦斯涌出量进行预计,105工作面经预
输送机SCZ764-2×315、采媒机MC250601等;煤抽,煤层残余瓦斯含量为5.32m/,其中,残存
层预抽后瓦斯含量6.48m/。10煤硬度系数=瓦斯含量为3mA,可解吸瓦斯含量为2.32m3At,
1.3,煤层厚度1.5~3.0m,平均2.5m,倾向长利用分源法计算10煤层开采时的相对瓦斯涌出量
403~488m,走向宽150m,储量为250kt。煤层无
伪顶,其直接顶为灰黑色至黑色泥岩,厚度7.5
Q。=KK2K,(x-Xe)
16.4m,切眼中下部分岩浆岩,厚度1.5~2.5m;式中,Q1。为开采10煤层瓦斯涌出量,m2/t;K1为
基本顶以灰色细砂岩、泥岩为主,水平缓波状层围岩瓦斯涌出系数,取1.2;K2为工作面丢煤瓦斯
理,钙质胶结、致密,局部含菱铁结核,厚度5.5涌出系数,K2=1/m,η为工作面采出率;K为采
~19m
区内准备巷道预排瓦斯对开采层煤体瓦斯涌出的影
运输巷为沿空留巷,回风巷为销网支护,宽度响系数,K3=(L-2h)ル,L为回采工作面长度,
均为4m;切眼宽度为6m,两次掘进,各掘3m,h为煤层厚度;m为煤层厚度;mn为煤层开采厚
错网支护,顶部为22mmx2000mm等强锚杆,中度;X为煤层瓦斯含量,m/t。xe为煤层残存瓦
[收稿日期】2010-03-18
作者简介]夏必培(1968-),男,安庐江入,工程师,从事煤矿技术工作。
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夏必培等:突出煤层岩浆岩顶板综采工作面瓦斯治理
2010年第5期
斯含量,取3m3/
Q。=1.2x1.05x0.99x1x(5.32-3)=2.89(m2/)。
炮孔
按日产2500t计算,该工作面瓦斯绝对涌出量
为5.02m3/min;11煤层位于10煤层下方,与10
煤层平均间距为15m,根据已采的104工作面,邻
近层瓦斯涌出量为10.26m/min,因此,10煤层的
绝对瓦斯涌出量为Q=5.02+10.26=15.28m'/mino
2.2初采期的瓦斯治理方案设计
图2强制放顶炮眼布置
该工作面为“U”型通风方式,设计风量为
1500m3/min,运输巷进风、回风巷回风。根据上30mm,20m筲路连接,每推进30m埋设1
述预测的瓦斯涌出量及104工作面经验,在回采初组。因留巷的墙体为被动支护,与顶板始终接触不
期采空区顶板冒落不充分,煤层基本顶未来压前,
严实,采取喷射混凝土等措施,保证墙体与顶板的
采空区漏风较大,而上隅角埋管抽放的浓度在8%
严密接实。待采空区充填后进行抽采,为提高抽采
左右,采用风排,工作而上隅角的瓦斯、回风流瓦效果,及时回收机头机尾的原支护的单体支柱、顶
斯(按0.8%控制)很难解决。因此,加快顶板快
梁,增大留巷施工的操作空间,用抗静电纺织袋装
速垮落,充填采空区,提高采空区抽采效果,增大煤进行封堵,用炮泥进行间隙堵漏,并将上隅角埋
煤壁煤层的瓦斯散放速度与解析量,减少邻近层的设的预抽管与小300mm管路进行连接抽采。因采空
瓦斯对回采的影响,提高回采安全性,采取放顶
区顶板未充分冒落严实,其抽采效果不太理想,浓
煤壁深孔预裂、煤壁浅孔注水、底板邻近层(11度在8%~12%,流量在40m/min左右,上隅角
煤)采动卸压抽采等综合措施进行解决,保证工瓦斯管理难度仍未得到彻底解决。
作面正常推进。
3.3煤层中深孔注水及煤壁浅孔松动爆破
回采期间,按突出煤层的防突要求,进行采前
3瓦斯治理的工程实跋
循环效检,沿工作面推进方向,每隔12m施工1
3.1初采期强制放项
个深10m效检孔,中间再加补1个注水孔,采用
在初采时,煤层厚度在2.0m左右,自切眼推快速封孔器配合乳化泉的高压,注水的水压控制在
进2刀(1.2mn),沿每架架间向顶板打深度为
2~15MPa,交错间隔注水,水量控制在以煤壁、
2.5m炮眼,角度75°,每眼装药0.74kg,以此类支架的前梁出现淋水为宜,停止注水。
推;同时工作面向前推进3.6m时,在采空区内顶
为增加煤层透气性,加快煤层瓦斯散放速度,
板上打双排放顶眼(原支护错杆不退铺),眼深在媒壁中部沿煤层的级向,每隔12m用风煤钻施
3m、间距1m、排距2m,装药量1.1lg,炮眼布工1个深10m,(2mm的钻孔(与效检、注水孔
置见图2。在工作面推进约10m时,中上部的直接交错分开),根据顶板与媒壁的便度、破碎等情
顶开始冒落,逐渐下移,推进17m时,顶板基本况,每孔装药1~2kg,用水炮泥、炮泥封实、在
充填实采空区,煤壁打眼爆破的放顶工作结東、比检修班结東后进行远距离爆破。
不采取强制放顶,冒落步距缩短了近20m;通讨3.4辅助边孔抽采
采初期的强制放顶,及时减小了采空区的漏风量,
为减小底板与围岩的瓦斯受采动后进入工作
缩小工作面通风断面,提高了工作面风排瓦斯速面,采取了辅助边孔顶板、底