瓦斯抽放技术论文
瓦斯抽放技术论文
煤矿瓦斯在全世界得到了广泛利用和认可，煤矿瓦斯是一种清洁能源和特殊资源，主要是生活瓦斯和工业瓦斯利用，它的有效利用能够给企业和国家带来更多的经济效益。下面是由学习啦小编整理的瓦斯抽放技术论文，谢谢你的阅读。
瓦斯抽放技术论文篇一
煤矿瓦斯抽放技术应用分析
摘 要：煤矿瓦斯治理有多种方法，例如本煤层抽放、采空区抽放、高位钻孔抽放、专用瓦斯巷抽放等治理方法，可提高工作面煤层开采的安全性，并取得显著的效益。本文结合工程实例介绍了高位钻孔抽放采空区瓦斯的技术应用，并对上隅角埋管抽放瓦斯的方法进行了分析。
关键词：煤矿;瓦斯;抽放技术
中图分类号： X752 文献标识码： A 文章编号：
0 引言
随着开采深度和强度的增加，有些低瓦斯矿井也出现了高瓦斯区域。以前完全依靠增大风量来冲淡瓦斯，后来逐步采用少量单一的抽放瓦斯方式，配合通风稀释来解决瓦斯超限问题。进入21世纪以来，我国的高瓦斯矿井和瓦斯突出矿井进一步增多，为了遏制煤矿重大瓦斯事故的发生，国家相关部门非常重视，增加了资金投入，科研工作也深入开展起来;许多先进技术应运而生，如矿井高位钻孔采空区抽放技术在煤矿得到了广泛的应用。
1 概况
某煤矿生产矿井属于低瓦斯矿井。该工作面地层走向近似南北，倾向东，倾角22°～38°，平均32°。工作面倾斜长度150m，走向长度1000 m。该工作面采用综合机械化轻型放顶煤采煤工艺，采放比1：1。后退式回采，U型通风，全部垮落法处理采空区。最高绝对瓦斯涌出量12m3/min，平均绝对瓦斯涌出量77m3/min。该工作面主要瓦斯涌出形式为，工作面机组割煤时释放瓦斯和放顶煤释放瓦斯。放顶煤释放的瓦斯积聚在老空区溢入上隅角。所以在未抽放瓦斯前工作面上隅角瓦斯浓度经常处于超限状态。该工作面风量达到1300m3/min，仍然不能解决上隅角瓦斯超限问题。
2 瓦斯抽放技术
2.1 抽放系统
2.1.1 抽放泵及管路
抽放泵型号为2BE1 353-0矿用移动式瓦斯抽放泵，最大抽放量为60 m3/min，供水压力为0.1～1.0MPa。2台泵运转，1台泵备用。
主管路采用225 mm聚乙烯瓦斯抽放管路，法兰盘连接。在工作面上顺槽敷设两趟225 mm聚乙烯管做为抽放支管，一趟抽放高位钻孔，另一趟抽放上隅角瓦斯。高位抽放孔口分支抽放管路采用51 mm高压胶管，用高压快速接头连接。
2.1.2 其它设备
(1)低洼处安设放水器，或每300 m安装一台放水器，保证抽放管路畅通;(2)进气侧管路安装过滤装置，防止杂物进入泵体损坏抽放泵;(3)采用瓦斯抽放监测系统对抽放参数进行监测，并接入矿井安全监控系统;(4)2台JCZ70瓦斯抽放综合参数测定仪测定抽放参数;(5)ZDY600S(MK-4)型煤矿用全液压坑道钻机2台。
2.2 高位钻孔抽放采空区
煤层开采后，在上覆岩层中形成两类裂隙。一类是离层裂隙，是指随岩层下沉在不同岩性地层之间出现的沿层面裂隙，它是由于各个岩层之间不同岩性、厚度所导致的岩层之间下沉不同步而造成的;另一类是竖向破断裂隙，是指随岩层下沉破断形成的穿层裂隙，它是由于岩层受拉剪作用超过其强度造成的。另外根据煤层的上覆岩层垮落破断的程度不同，在垂直方向上划分为三带：冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。裂隙带是介于冒落带和弯曲下沉带之间的承上启下岩层，裂隙带中破断岩层块呈现整齐排列，碎胀系数较小，裂隙纵横交错。由于瓦斯密度为0.7168 kg/m3，比空气的密度(1.293kg/m3)小得多，因此工作面涌出的部分瓦斯上浮运移到裂隙带，并随着顶板的垮落进入采空区及上隅角，从而造成工作面上隅角瓦斯增大。采用高位钻孔，将采空区瓦斯抽排到总回风巷可以降低上隅角瓦斯浓度。
2.2.1 钻场布置
钻场布置在上顺槽，由下帮开口破顶施工。钻场规格：长×宽×高=5.6 m×4.2 m×2.6 m。钻场采用锚杆+金属网支护。每隔60～80 m一个钻场，钻孔深80～100 m，压茬20 m。
布置钻场与在巷道内直接打钻相比解决了以下问题：
(1)顶板支护密度过高，选择开孔点难，所以每个钻场只能打3个钻孔;(2)开孔需用岩心管过支护区，钻进速度慢，每班钻进5 m;③ 由于巷道顶板有锚杆、锚索孔、顶板变形封孔不严;④ 钻进时经常出现塌孔;(3)采区做超前支护时铰接顶梁把封孔管压坏;⑥ 钻机支在巷道内，没有人行道，造成安全通道不畅通，行人、运料困难。
2.2.2 钻孔布置
工作面上端头20 m范围内留有低三角煤 ，采高2 m，根据顶板垮落高度为4～8倍采高的规律，采空区顶板垮落高度最高达16 m。每个钻场内打2排共9个孔，呈扇形分布，1号孔位于工作面上端头，距煤层顶板高度15 m。2号孔顺工作面倾斜方向距1号孔5 m，距煤层顶板高度15 m。3、4、5号孔依次相距5 m，距煤层顶板高度15 m。6、7、8、9号钻孔距煤层顶板高度10 m，6号方位与1号相同，7、8、9号依次相距5 m。钻孔直径89mm、110 mm。在顶板条件好的情况下尽量布置大直径钻孔。钻孔布置如图1、2所示：
图1钻孔平面布置示意
图2 钻孔终孔点位置示意
2.2.3 封孔工艺
封孔采用双抗管，管长10m，筛孔管2m，封孔长度8 m，马林散液封孔。连接支管采用51高压胶管或3寸埋线管。用特殊节连接封孔管与支管。特殊节的一头为丝口跟封孔管连接，一头为高压快速接口跟高压胶管连接。
2.2.4 抽放效果
单孔流量达到3 m3/min，平均浓度6.64% ，抽放纯量1.8 m3/min。实施高位抽放后，工作面上端头支架处瓦斯浓度由2%下降到0.6%。上隅角瓦斯浓度由4%下降到1%。
2.3 上隅角埋管抽放
由于该工作面上顺槽采用锚杆+锚索+金属盘条网+梯子梁支护。支护强度大，在巷道进入采空区后不能充分垮落，在上顺槽的位置形成约2×10 m2的控顶区。采空区的瓦斯顺着这个控顶区进入上隅角，使上隅角瓦斯浓度不能降到1%以下。在采取了退锚措施后顶板仍不能充分垮落。所以采用上隅角埋管抽放解决问题。
2.3.1 抽放方法
由单独的抽放泵并单独敷设一趟6寸管路对该工作面上隅角进行埋管抽放。制作1m长，直径4寸的筛孔管，作为立管抽放器。每隔10m安装一个立管抽放器。随着工作面的推进，立管被留在采空区内，控顶区的瓦斯被立管抽放器收集到主抽放管路中经气水分离器排到总回风中。在上隅角埋管抽放中，进入采空区的管路和立管抽放器将被埋入采空区内不能回收。
2.3.2 抽放效果
管道流量30 m3/min，浓度1.0%，抽放纯量0.3 m3/min。实施上隅角埋管抽放后，上隅角瓦斯浓度稳定控制在0.7%以下。
3 结束语
随着开采深度的增加和年产量的不断提高,煤矿对瓦斯的治理工作将更加困难, 单靠以前的增加风量的办法解决瓦斯问题已经不可能了, 因此有效地利用瓦斯抽放技术实施采掘工作面的瓦斯抽放势在必行。
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