工程,打造高产工作面,培养高产... 要持续优化瓦斯抽采系统,把准抽... 要突出抓好瓦斯、水害、隐蔽致灾因素管控力度,搞好掘锚一体化研究与应用,高效推进...
代精宇
摘 要：为切实提升矿井瓦斯抽采能力，九龙矿地面瓦斯抽放泵房引进2台吸气量为245m3/min瓦斯抽放真空泵，配合原有4台吸气量为156m3/min瓦斯抽放真空泵一起使用。井下建有移动抽放泵站，配有2台吸气量为90m3/min移动瓦斯抽放真空泵。建立高、低负压瓦斯抽采统，利用地面瓦斯抽放真空泵和井下移动瓦斯抽放真空泵抽采工作面高位钻场、本煤层、上隅角、采空区瓦斯。逐步优化调整瓦斯抽采系统，提高抽采瓦斯效果，大大增加了瓦斯抽采率，保证抽采达标。
关键词：瓦斯抽采；系统优化；研究实践
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.038
1 引言
15245S工作面位于我矿北五采区，位于第3地质单元无突出危险区域内。工作面上顺槽长为905 m，下顺槽长为850 m，倾向长度为164m。上顺槽运料和回风，下顺槽出煤及进风。根据相邻工作面回采情况，预计该工作面回采期间绝对瓦斯涌出量为5～15m3/min。采用高位钻孔抽采、顺层钻孔抽采、采空区埋管抽采等方式进行瓦斯综合治理，形成了采前、采中、采后成熟的抽采体系，对现有瓦斯抽采系统进行优化设计，以保证煤与瓦斯的高效共采[1]。
2 高位钻孔抽采优化
高位钻场间距为50m，共设计了18个高位钻场。钻场规格为：长×宽×高=6m×3.5 m×2.5 m。设计两排鉆孔，钻孔直径94mm，孔深70m。每个钻场设计16个钻孔，钻孔终孔位于2煤顶板以上10～30m，三花眼布置，处于工作面冒落带与裂隙带之间，解决工作面正常回采期间采空区瓦斯。封孔长度不小于15 m。在抽采过程中，施工钻孔的位置、孔径、长度、封孔技术等都是影响瓦斯抽采效率的因素。通过测算，钻孔长度可由目前的70m加长为120 m 进行实验，并且加长套管（ 即封孔的长度到20 m） ，条件允许的情况下实验3排钻孔。有效抽放时间在工作面切眼回采至高位钻孔控制范围内。抽采后，工作面风排瓦斯量将降至2～5m3/min。
3 顺层拦截钻孔抽采优化
随着开采深度递增，煤层的瓦斯含量及涌出量都呈现递增趋势，瓦斯压力也有所增加[2]。在距回采工作面30m的下顺槽，开始由里向外垂直煤壁施工顺层拦截抽采钻孔。钻孔在煤层中部开孔，直径94mm，孔深50m，钻孔开孔间距8m，钻孔施工完毕后，必须马上封孔，并进行抽采，钻孔长时间使用后失效。针对短孔失效情况，通过采用深孔短间距钻孔布置方法进行布局，孔深全部设计为90m，孔间距设计为5m。顺层拦截钻孔的设计主要是针对抽放工作面煤体内的瓦斯，顺层钻孔抽采是煤矿预防瓦斯事故的重要措施之一[3]。有效抽放时在间工作面切眼回采至钻孔附近结束抽采。抽采后，工作面煤体瓦斯含量将降至6m3/t以下。
4 上隅角、采空区埋管抽采优化
使用井下移动瓦斯抽放泵，接通工作面上顺槽DN250 瓦斯管路到采空区，抽放采空区内泄压瓦斯。DN250瓦斯管路另一端接一根8m长DN200埋线管，该埋线管插入工作面上隅角煤袋墙内1米，吊挂在上隅角顶板处，随工作面回采，人工向外抽拉埋线管。此方法针对性强，方便操作，易于管理，抽采上隅角瓦斯混合量达40m3/min。抽采过程中，管路抽放负压偶尔会出现明显偏低情况，同时，伴随泵站负压明显升高[4]。原因为抽采管路堵塞，为防止管路堵塞，在管路上安装三通并加装铁丝网，定期清理铁丝网上的杂物，保证抽采管路通畅。
5 瓦斯抽采系统现状及优化措施
5.1 抽采系统现状
（1）部分管路局部阻力过大，抽采负压大。（2）高位钻场中个别钻孔喝风、漏气，靠巷道侧布置钻孔出现几率大，接抽后瓦斯浓度小、流量大，抽采纯流量几乎为零，长期处于关闭状态，起不到应有的作用。（3）高位钻孔和上隅角抽采解决不了工作面煤壁释放瓦斯，工作面检修班回风瓦斯浓度0.5%，出煤班回风瓦斯浓度0.65%，上顺槽通风量1200m3/min，风排瓦斯量大。（4）工作面下顺槽施工的顺层拦截钻孔，接抽后钻孔瓦斯流量小，抽采瓦斯纯量小。
5.2 原因分析
（1）主要原因是煤渣堆积、煤泥、有积水。（2）靠巷道侧布置的钻孔承载压力大，围岩破碎、裂隙多，封孔注浆时没有反复加注封堵裂隙，导致钻孔漏气。（3）工作面煤壁瓦斯释放大，随采煤机割煤时涌出，导致回风瓦斯浓度升高。（4）顺层钻孔在煤体中施工，煤体松软，容易破碎，钻孔容易坍塌，透气性差，钻孔内的有效抽采距离短。
5.3 优化措施
（1）逐点排查局部阻力过大的地点，放水或清理煤渣、积尘，解决管路堵塞或半堵塞现象[5]。（2）设计钻孔时调整方位角，适当偏向工作面一侧；靠巷道侧一个孔下通孔钢管套皮；钻孔施工结束后，反复注浆封孔，封堵钻孔周围裂隙，保证钻孔不漏气。（3）我矿调整生产班次，由原来3×8工作制改成4×6工作制，两班生产两班检修。检修班施工煤壁瓦斯释放孔，每隔10米打一个孔，孔深15米，共施工15个，施工结束后连接抽采，降低了煤壁瓦斯释放。（4）顺层钻孔高压注水增透措施：顺层钻孔施工完毕后，利用井下供水系统，利用一台加压泵，使水压达到10MPa，对工作面顺层钻孔进行注水，使煤体内裂隙、空隙重新分布，使原有裂隙扩大、贯通或形成新的裂缝，以此提高煤体的透气性系数，从而加强抽采效果。
6 结束语
针对15245S工作面瓦斯大情况，利用高负压瓦斯抽采系统抽卸压钻场瓦斯，低负压瓦斯抽采系统、井下移动泵抽上隅角、煤壁、本煤层、采空区瓦斯，做到“应抽尽抽，多措并举”。通过优化瓦斯抽采系统，增加瓦斯抽采量，提高了瓦斯抽采率，保证工作面正常生产。
参考文献：
[1]邢媛媛，李影.高瓦斯矿井瓦斯抽采系统优化研究[J].中州煤炭，2015（05）：4-6.
[2]徐振信，左鑫，李光林等.矿井瓦斯抽采系统优化与利用[J]. 矿山天地，2013（01）：121-122.
[3]王凯，赵旭生，戴林超.顺层瓦斯抽采钻孔内负压分布规律研究[J].煤矿安全，2014（05）：1-4.
[4]刘亮，郄利敏.井下瓦斯抽放参数分析及应用[J].内蒙古煤炭经济，2016（23）：147.
[5]刘发义.赵庄煤矿瓦斯抽采系统优化研究[J].山西焦煤科技，2015
（07）：28-32.endprint
