104工作面瓦斯抽放資料分析

2022-05-28 06:33:02 字數 4312 閱讀 3921

一、地質情況表

本工作面地表位於大樹堙村以南;洞上村、吳家岩村以北;莊子上村以東;南黃門村、長板坡以西的黃土塬、黃土峁及溝谷地帶。井下東鄰310105工作面;西鄰310103工作面;北鄰集中膠帶運輸大巷、集中輔助運輸大巷、東總回風巷。

本面總體為一北高、南低的單斜構造形態,煤層傾角一般為2-10°,平均坡度8°,區域性達13°左右,工作面南部為一小型向斜構造。

由於該工作面地表為黃土塬和溝谷地帶,蓋山厚度460公尺-580公尺,工作面中部和南部地表上方分別有石窯溝、黃門街河穿過,屬季節性流水,對該面影響不大,本面3#煤層上方有k8下和k8砂岩以及上覆石盒子組k12砂岩,由於裂隙相互溝通,區域性岩層中存在裂隙含水,巷道中將會出現少量淋頭水和滲水,煤層中含有水分將影響瓦斯抽放鑽孔施工。

本工作面的3#煤層與1#煤層之間分布有:一層灰色泥岩,厚度為0.27公尺;一層黑色砂質泥岩,厚度為1.

53公尺;一層灰白色中粒砂岩,厚度為2.38公尺(成分為石英為主);一層深灰色砂質泥岩,厚度為3.20公尺;2#煤層厚度為0.

20公尺,不穩定;一層深灰色細粒砂岩,厚度為3.20公尺;一層黑色泥岩,厚度為1.40公尺;一層灰白色細—中粒砂岩,厚度為3.

70公尺(成分為石英為主)

根據煤炭科學研究總院撫順分院對新元公司的瓦斯引數測定的結果和**,3#煤層瓦斯基本引數如下:

煤層原始瓦斯壓力 :0.79mpa;煤層相對瓦斯含量:

22.621m3/t(平均),絕對瓦斯含量157.08 m3 /min;煤層透氣性係數 :

0.017m2/mpa2d,屬較難抽放煤層;百m鑽孔瓦斯流量衰減係數: 0.

5303d-1屬較難抽放煤層。煤對瓦斯吸附常數: a=31.

60, b=1.21

二、103工作面瓦斯抽放系統情況:

根據310103工作面瓦斯抽放系統設計, 310103工作面進風巷敷設一趟φ560mm瓦斯抽放管,採用法蘭盤對接連線,每六個鑽孔為一組,配集氣裝置、放水裝置,鋪設長度1800公尺,φ560mm瓦斯管最大流量可達到(221.64m3 /min);回風巷敷設一趟φ380mm鍍鋅螺旋瓦斯抽放管路,採用法蘭盤對接連線,每六個鑽孔為一組,配集氣裝置、放水裝置,鋪設長度1800公尺,φ380mm瓦斯抽放管路最大流量可達到(102m3 /min);為提高管路負壓、加強抽放效率,尾巷敷設一趟380mm鍍鋅螺旋瓦斯抽放管路, 鋪設長度為1100公尺,抽本煤層瓦斯。尾巷敷設一趟φ380mm鐵質瓦斯抽放管路,抽鄰近層瓦斯,鋪設長度為1800公尺。

進、回風順槽管路全部併入東總回風φ1200mm瓦斯抽放主管路,通過回風立井主抽放管路到達地面抽放幫浦站。(31013工作面瓦斯抽放系統圖見附圖)

三、抽放鑽孔布置情況:

根據103工作面設計,本煤層鑽孔孔間距為1公尺乙個孔,孔深120公尺. 施工角度在0—±3°左右,鑽孔高度距底板1.2m。

鑽孔深度不小於90m。鑽孔開孔孔徑為98mm,終孔孔徑為120mm,共計施工2886鑽孔。(鑽孔布置見附圖)

310103工作面鄰近層抽放鑽孔共設計72個,孔深70公尺,總設計工程量為5040公尺,孔距為25公尺,伸出長度為20公尺,鑽孔採高倍數為12倍。(鑽孔引數見下表)

四、鑽孔連線與封孔方式

103工作面本煤層封孔方式為:採用聚氨酯封孔法,操作方式使用卷纏藥液法,即按聚氨酯配比說明書,按比例將甲組和乙組藥液到入專用容器內,快速的攪拌均勻後,將混合藥液塗抹在編織布上,然後將塗好藥液的布卷纏在封孔管上,平均分配封三道,每道封800mm,共封2.4公尺,並將封孔管塞入鑽孔,外漏200mm,約10分鐘左右藥液發泡膨脹到硬化固結;本煤層封孔管採用φ98mm,長度6公尺的pe管;(現已採用新的封孔方式)

103工作面鄰近層封孔方式為:採用φ160mm長度6公尺的pe管,通過聚氨酯封孔。

103工作面本煤層鑽孔連線方式為:抽放鑽孔通過φ98mm的異型短節、φ51mm高壓管、集氣裝置、調節閥門連線到抽放管路中。

103工作面鄰近層鑽孔連線方式為:通過φ100mm流量裝置,埋線管、調節閥門接連到抽放管路中。

五、310103工作面打鑽開始抽放記錄比較:

1)103工作面鑽孔施工期間瓦斯濃度變化分析

進風巷103工作面從08年8月份開始打鑽,截止到09年2月底,共計施工820個鑽孔。3月份施工鑽孔401個,4月份鑽孔181個,5月份施工鑽孔149個。103進風順槽共計施工1551個。

根據瓦斯濃度、抽放量曲線分析得,隨著鑽孔數量的增加,瓦斯濃度,抽放量也隨著增大,鑽孔抽放量隨著抽放時間的增加成衰減趨勢下降。瓦斯抽放管路瓦斯濃度最大為8%,抽放量最大為6.8m3 /min.

103工作面回風巷

截止09年2月底,103工作面回風巷共計施工854個鑽孔。3月份施工鑽孔424個(累計1278個),4月份鑽孔53個(累計1331),5月份施工鑽孔54個(累計1385個),103工作面回風共計施工鑽孔1385個。根據瓦斯濃度、抽放量曲線分析得,每月隨著施工鑽孔數量的增加,瓦斯濃度及抽放量變化逐漸增大;鑽孔抽放量隨著抽放時間的增加成衰減趨勢下降。

抽放管路平均抽放濃度為10%,最大濃度為24%,平均純量為5m3/min,最大純量為12m3/min(標況)。單孔抽放鑽孔平均瓦斯濃度36%,最大濃度達到91%。

經過分析比較:103工作面打鑽期間進風巷與回風巷瓦斯濃度存在較大差異,主要有以下幾方面的原因:

(1)103進風巷前600公尺範圍內的鑽孔已在2023年1月份施工完畢,回風巷從2月份開始大面積布置鑽機,開始施工。進風巷抽放鑽孔比回風巷抽放鑽孔提前預抽6個月。

(2)103工作面進風巷前300面範圍內採用φ560mmpe瓦斯管,後1000多公尺採用φ200mmpe瓦斯管,在管路連線方式上不如φ560mmpe瓦斯管氣密性好;φ200mmpe瓦斯管,管徑細、流量小,管路氣密性差,且容易變形損壞。

(3)103工作面進風、回風巷道抽放管路負壓在230mmh2o——300 mmh2o水住間。負壓對瓦斯濃度基本變化不大。

2)103工作面開採期間瓦斯濃度變化分

103工作面進風巷

103工作面進風巷抽放系統於09年5月底形成,並對所帶孔進行了預抽,截止目前所有鑽孔均已進行預抽。抽放期間抽放管路平均瓦斯濃度為6%,最大濃度達到8%,最小為3%,平均純量為2.6 m3/min(標況)。

單孔平均瓦斯濃度35%,最大濃度達到90%。

103工作面回風巷

從開採初期到8月底統計資料分析得:回風抽放管路平均瓦斯濃度為5%,最大濃度達到10%,最小為3%,平均純量為1.3 m3/min,最大純量為1.

89 m3/min(標況)。回風14橫貫系統抽放管路平均瓦斯濃度為10%,最大濃度達到25%,最小為3%,平均純量為2 m3/min,最大純量為3.52 m3/min(標況)。

單孔平均瓦斯濃度37%,最大濃度達到93%。

310103工作面自2023年6月份試生產以來,6月、7月、8月三個月瓦斯濃度變化分析:103工作面在初採期間進風瓦斯濃度、回風瓦斯濃度有增大的趨勢,進風巷最大濃度為8%,回風巷最大瓦斯濃度為10%。尾巷14橫貫最大瓦斯濃度為25%(尾巷14橫貫為1100公尺螺旋抽放管路,與東四正巷3橫貫相連通,瓦斯變化大的原因是東四正巷正在施工本煤層抽放鑽孔,在鑽孔施工期間瓦斯濃度變化不定)。

103工作面經過過兩個月的開採後,進風、回風本煤層抽放鑽孔瓦斯濃度基本無變化,瓦斯濃度為5%。

六、103工作面開採期間鄰近層瓦斯分析

1、鄰近層鑽孔設計引數為:

鄰近層鑽孔參數列2

根據設計資料,3#傾角33°,方位角90°,4#孔傾角30°,方位角90,15#孔傾角28°,方位角90,長度全部為70公尺。根據設計三種布同角度的抽放鑽孔以及結合實際測得的資料分析:3#孔瓦斯濃度最大可達到65%,最大純量可達到2.

54 m3/min。4#孔瓦斯濃度最大可達到57%,最大純量可達到2.8m3/min。

15#孔瓦斯濃度最大可達到90%,最大純量可達到2.8m3/min。方位角在28°—30°範圍內的鑽孔抽放效果要良好。

鄰近層抽放鑽孔瓦斯濃度衰減時間為24天左右。

.。通過工作面向前推進的三個月來分析得:在開採初期,由於採空區岩石沒有塌落,鄰近層鑽孔瓦斯抽放效果不明顯,單孔瓦斯濃度最大為51%,最小為31%。

單孔最大純量1.8 m3/min,最小為0.8m3/min.

隨著工作面的向前推進,鄰近層抽放鑽孔逐步增多(最多為10個),瓦斯濃度逐漸增大,抽放管路最大瓦斯濃度為40%,平均濃度為30%,最大純量為15 m3/min,平均純量為11m3/min,單孔最大瓦斯濃度為90%,最大純量為4.87 m3/min。

七、310103工作面抽放率

1、根據打鑽資料分析:310103工作面切巷往外100公尺左右出,鑽孔施工深度在40公尺——90公尺範圍內,給工作面留下了抽採盲區(未抽放區域),在回採期間,回風巷瓦斯濃度常處於臨界值狀態,時而有瓦斯超限事故發生,直接影響到了隊組正常生產。但進行抽放後,各地點瓦斯濃度都大幅,保證了正常生產(具體情況見下表)。

103工作面計畫配風為3161 m3/min,實際風量可達到3265 m3/min。回風巷回風為1920 m3/min,平均瓦斯濃度為0.3%;尾巷回風1360 m3/min,平均瓦斯濃度為1.2%。

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