119b06瓦斯綜合治理方案

2021-03-04 03:16:10 字數 4665 閱讀 4246

119b06工作面瓦斯綜合治理技術方案

一、採區概況

板石煤礦119b06綜採工作面設計走向長1065m,傾斜長160m,開採煤層為19b號煤層,工作面煤層走向北東、傾向北西,傾角9~5/7°。煤層厚度1.80~1.

20/1.50m。工作面中部至北東端煤層較厚,西南端煤層變薄,開切眼附近煤層遭遇古河流沖蝕。

該煤層煤質較好,為半亮-半暗型,煤層灰分18.31%,發熱量24.64mj/kg,工作面位置:

19層材料巷及-548皮帶大巷西南側。四鄰關係:北東部為19層材料巷及-548皮帶大巷;北西部為fd28及f14正斷層;西南部為19號煤層可採邊界(古河流沖刷帶);東南部為119b04工作面採空區。

井下標高:-531.54(開切眼)~-564.

88(回風順槽)。地面為湖龍村及柳亭村水、旱田地。工作面西南端地表為琿春河南河堤及琿春河河床。

地面標高:25.8~22.

8m。119b06工作面屬19b煤層,煤層原始瓦斯含量為5.58m/t,119b06工作面地質儲量為39萬噸,可知119b06工作面的煤層氣資源量:

q氣= q煤×w×k

=390000×5.58×1.2

=261.144萬m

式中:q氣—煤層氣資源量,m。

q煤—煤層資源儲量,t。

w —煤層氣含量,m/t。

k —圍岩瓦斯湧出係數,我礦採空區頂板管理法採用全部冒落法,取1.2。

採用走向長壁後退式採煤方法,綜合機械化回採工藝,採用全部垮落法管理頂板。

(一)119b06綜採工作面瓦斯湧出**分析

板石煤礦正在準備開採的119b06工作面有些現象與119b04工作面相似,比如,兩個工作面下部都有可開採煤層,且層間距都比較近。但是,有很多實質現象與11910工作面是不同的。下面通過119b06與119b04、及與119b06處於同一水平標高已採畢20號煤層工作面的瓦斯地質分析對比,來進行119b06工作面開採解放層瓦斯湧出**分析。

1、119b04瓦斯增大原因的因素分析:

(1)地質因素

1)埋藏深度對瓦斯含量的影響

「瓦斯含量的大小取決於「生」、「儲」、「蓋」三個因素,影響因素非常複雜。埋藏越深,瓦斯通往地表運移的距離越長,運移阻力越大,而且隨著埋深的增加,地應力也隨之增大,這樣使圍岩層透氣性更加降低,形成了更好的儲存條件。」 119b04工作面埋深在-560~-590m區間。

2)斷層構造對瓦斯賦存的影響

「井田內絕大多數斷層為正斷層,瓦斯賦存也受到正斷層賦存狀態的影響。」「這些斷層中絕大部分為開放性斷層,開放性斷層是煤層瓦斯排放的通道,不利於瓦斯的儲存,因而本區的瓦斯含量總體上不高。」

但是,「板石井田瓦斯賦存及湧出量較大的區域處於煤層埋深較深處。因為本區的地質構造相對簡單,煤層比較完整,有利於瓦斯的儲存。」119b04工作面周邊斷裂構造不發育,利於瓦斯儲存。

3)巨厚層砂岩對瓦斯積聚的影響

20號煤層老頂(位於19號煤層之下)是儲氣效能良好的巨厚層砂岩,119b04工作面在週期壓沒有到來的情況下,煤層底板就經常出現底氣上竄的現象,這種現象在煤層層間距薄時有、在煤層層間距變厚時也經常發生。

(2)其它因素

1)割幫過快:割幫過快就造成了新揭露的創面大,造成單位時間內瓦斯釋放量過大。

2)週期壓:有週期壓反應時,底板瓦斯湧出活躍。

3)瓦斯抽放不理想:探放瓦斯的高位鑽孔的終孔位置部分過高,超過了裂隙帶高度。

4)地面大氣壓力變化的影響。

2、已採畢的-540水平以上20號煤層工作面的瓦斯地質分析對比

119b06工作面開採的19b號煤層,是20號煤層分叉變薄後形成的,其成煤環境與成煤物質與20號煤層是大致相同的。正常程式開採的12011、12005、22004及反程式開採的12004、12006等工作面,開採標高都在-450.00~-560.

00m區間,而且開採煤層的下部1~4m處,還有20a號煤層存在,以上工作面開採過程中,煤層瓦斯都是在本層沒預抽的情況下開採的,並沒有出現瓦斯超限的情況。

3、119b06與119b04工作面瓦斯地質因素的實質性區別

(1)119b06工作面埋深在-531.54~-564.88m區間,而119b04工作面埋深在-560~-590m區間。119b06較119b04工作面埋深淺。

(2)119b06工作面周邊存在df23 、df24 、df26 、df27等開放性正斷層,這些開放性斷層均不利於瓦斯瓦斯儲存。

(3)20號煤層分叉後形成的19b和20號煤層,其厚度大大降低,也就說明了是成煤物質不足之故。成煤物質的減少,也就造成了煤化作用產生的瓦斯含量的減少。

(4)119b06與119b04工作面推進方向的煤巖傾角,在工作面的走向上一致。119b04工作面開切眼一端低,老空裡不易於瓦斯的積存,基於瓦斯的特性,其工作面的上隅角利於瓦斯的積存和逃逸,是造成上隅角瓦斯經常超限的原因之一;空區頂板冒落時,也易於扇出空區積存的瓦斯,是造成工作面瓦斯超限的原因之一。所以119b06在回採期間上隅角容易積存瓦斯;採空區頂板冒落時,容易扇出空區積存的瓦斯,造成工作面瓦斯超限。

根據以上的對比分析及開採119b04工作面瓦斯湧出量分析,**119b06回採工作面瓦斯湧出為18-22m3/min之間。

(二)119b06綜採工作面瓦斯綜合治理技術方案

1、瓦斯綜合治理技術方案的制定原則

瓦斯綜合治理技術方案主要是根據礦井、採區、工作面瓦斯**及構成、煤層賦存狀況、採掘布置、開採程式以及開採地質條件等因素進行綜合考慮。目前的瓦斯治理方法主要有以下五種:一是改進通風方式增加工作面的通風能力;二是進行瓦斯抽採,降低工作面的風排瓦斯量,實現瓦斯抽採達標;三是區域性瓦斯積聚的處理;四是防止採空區瓦斯突然壓出;五是綜合治理方法。

2、瓦斯抽採技術方案的提出

煤礦抽採瓦斯是降低依靠通風排放瓦斯量的根本措施,是減少礦井和採區瓦斯湧出量的有效途徑,通過對回採工作面瓦斯湧出**及構成分析可知,工作面瓦斯湧出量的很大一部分**於採空區,屬頂板卸壓導致的鄰近煤層瓦斯湧出,綜採工作面的瓦斯治理應在加強通風的基礎上,大力開展以採空區邊採邊抽、本煤層預抽相結合的瓦斯綜合抽採技術方案。

(三)瓦斯抽採方法治理瓦斯

1、瓦斯抽採方法的確定

根據煤層賦存狀況和已採工作面的瓦斯湧出規律,該區為煤層群開採;19b號煤層是由20號煤層分層而來,20號煤層儲氣效能良好老頂變成了19b號煤層的老頂,而其下部分層後的20號煤層的頂板,其岩性已完全改變,鑽孔揭露的資料,其岩性大部為泥岩或含泥質的泥質粉砂岩或粉砂質泥岩,質地緻密,不利於瓦斯的儲存;隔斷效能好,也不利於成為瓦斯上竄的通道。在19b#煤層開採期間,對20號煤層開採無影響,對上鄰近層瓦斯**可採用本煤層高位鑽孔邊採邊抽解決,所以需要採取本煤層預抽、底層煤預抽、採空區邊採邊抽等綜合瓦斯抽採方法。從以上的對比分析和以往的開採經驗看,119b06工作面是可以在本層正常抽採的情況下安全開採的,但是,為了防備不可預見的因素導致出現瓦斯超限現象,對119b06工作面的瓦斯進行底層煤預抽,即在底層煤層內開設鑽場進行抽放底層煤瓦斯的方案,以確保119b06工作面的安全開採。

(1)本煤層預抽

根據我礦以往的本煤層預抽經驗,在119b06工作面施工開切眼期間,利用zdy3200s型鑽機施工本煤層瓦斯預抽鑽孔,在119b06下順施工本煤層扇形鑽孔沿工作走向排布,從工作面往外,分別間隔36公尺,施工3個鑽場;扇形鑽孔施工完畢後,距工作面位置116m處開始往外施工順層注水鑽孔,鑽孔間隔8m,再施工乙個本煤層抽放鑽孔,採用平行打法,以此類推,至119b06工作面停採線。在119b06工作面下順施工本煤層抽放鑽孔,提前對119b06工作面進行預抽,能為119b06工作面採前預抽工作取得更好的效果;一旦119b06工作面貫通,即改為在回風順槽距工作面10m處起,施工本煤層抽放鑽孔。間隔8m,再施工注水鑽孔,以此類推,直至119b06工作面停採線。

鑽孔施工完畢後通過119b06上、下順瓦斯抽採管路連線至瓦斯抽採幫浦,採用高負壓、低流量瓦斯抽採幫浦抽採本煤層瓦斯。

預抽煤層瓦斯抽採鑽孔孔口負壓達到13kpa以上、煤層預抽鑽孔封孔深度大於8m、岩石鑽孔封孔深度大於5m。

鑽孔施工結束後要立即對鑽孔進行封孔,封孔前要對鑽孔內的積水進行排放,以免孔內積水過多影響抽採效果。

(2)邊採邊抽

①尾巷埋管抽採

立管安設在上隅角處5m高天井內,其餘每間隔8m處打一5m高天井安設站柱立管,按照6m邁步向外布置;站柱立管規格為6寸鋼管5m高,頂部0.5m花孔,底部用法蘭盤接入4寸軟籠到浮抽管路。在上順鋪設3趟6寸無縫鋼管,交替進行,形成間距6m的站柱立管抽採尾巷瓦斯。

②高位鑽孔抽採

高位鑽孔是在工作面回風巷內向煤層頂板裂隙帶施工的鑽孔,高位鑽孔瓦斯抽採又稱頂板裂隙帶抽採,主要作用是利用工作面回採採動壓力所形成的頂板裂隙帶作為通道來抽採鄰近層及採空區內的瓦斯。隨著工作面回採,在工作面周圍形成乙個採動壓力場,採動壓力場及其影響範圍在工作面後方的採空區沿垂直方向形成三個帶,即冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶。在水平方向上形成三個區,即煤壁支撐影響區、離層區和重新壓實區。

在這個採動壓力場中形成的裂隙空間,便成為瓦斯流動的通道,通過鑽孔內的抽採負壓,加速了瓦斯的流動,使得高位鑽孔能夠抽出採空區高部積聚的高濃度瓦斯。

(3)下臨近層抽放

根據我礦以往的下臨近層抽放經驗,在119b06工作面貫通前,利用zdy3200s型鑽機施工下臨近層瓦斯抽放鑽孔,在119b06下順距工作面位置108m處開始往外施工下臨近層鑽孔,採用平行打法,鑽孔間距16m,施工第二個抽放鑽孔,以此類推,直至119b06停採線;待119b06工作面貫通後,即改為回風順槽距工作面45公尺處施工第乙個下臨近層抽放鑽孔,鑽孔間距16m,施工第二個抽放鑽孔,以此類推,直至119b06工作面停採線。鑽孔開孔位置位於煤壁距底板300mm高處,鑽孔間距8m,從開切眼往外施工直至停採線。每施工完畢乙個鑽孔,立即進行封孔,利用軟籠連線至119b06上、下順瓦斯抽採管路,利用瓦斯抽採幫浦抽採下鄰近層瓦斯。

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