鶴鄭涉村煤業(yè)有限公司 趙合嶺
鄭州鶴鄭興源煤業(yè)有限公司 王志勇
鶴煤八礦通風(fēng)區(qū) 蘇三星 張 波
高突采煤工作面過高位裂隙鉆場期間瓦斯治理技術(shù)研究
鶴鄭涉村煤業(yè)有限公司 趙合嶺
鄭州鶴鄭興源煤業(yè)有限公司 王志勇
鶴煤八礦通風(fēng)區(qū) 蘇三星 張 波
礦井防治瓦斯治理工作是煤礦企業(yè)的一項(xiàng)重要工作,高突礦井采煤工作面回采過程中需進(jìn)行高位裂隙鉆孔抽放,而高位裂隙鉆孔抽放也是工作面瓦斯治理的一個重要組成部分,因此,研究高突采煤工作面過高位裂隙鉆場期間瓦斯治理技術(shù),對保證工作面安全生產(chǎn)具有重要意義。
八礦位于鶴壁礦區(qū)南部,井田南北走向5.25 km,東西傾向1.7 ~ 1.9 km,面積約7.9 km2。井田為隱伏井田,屬單斜構(gòu)造。二迭系山西組二1煤為礦井唯一可采煤層,平均厚度6.75 m,平均傾角24°。井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷裂構(gòu)造發(fā)育,尤其小斷層較多,煤層穩(wěn)定性中等,局部存在明顯的變薄現(xiàn)象。2002年8月經(jīng)撫順煤科院鑒定為突出礦井。2006年礦井核定生產(chǎn)能力為81萬t/a。2008又礦井煤層及瓦斯含量進(jìn)行了檢測,結(jié)果如下:礦井絕對瓦斯涌出量37.58 m3/min,相對瓦斯涌出量23.53 m3/m in。煤層瓦斯含量12.1 ~ 18.6 m3/t,瓦斯壓力1.3 ~1.5 MPa,煤層透氣性系數(shù)為1.5 m2/MPa2·d,屬勉強(qiáng)可抽放煤層。煤炭自燃傾向性為三類,不易自燃,自燃發(fā)火期145 d,煤塵具有爆炸性,爆炸指數(shù)為14.72%。全礦總進(jìn)風(fēng)量11342 m3/min,總回風(fēng)量11 546 m3/min,礦井有效風(fēng)量率87.2%。礦井通風(fēng)等積孔為4.8m2。各個分區(qū)配風(fēng)合理,配風(fēng)能力滿足生產(chǎn)需求。
31011工作面位于井田南部三水平開采二1煤層,地面標(biāo)高+ 140 m,工作面標(biāo)高– 370 ~ – 441m。在工作面布置有穿層鉆孔、本煤層鉆孔、高位裂隙鉆孔。工作面走向長280 m,傾斜長150 m,采高2.5 m,傾角28°,可采儲量14.8萬t,計劃月產(chǎn)量1.8萬t。該工作面為頂分層采煤工作面,煤層瓦斯?jié)舛雀?,絕對涌出量最大7.3 m3/min,最小5.5 m3/min,平均6.4 m3/m in,相對瓦斯涌出量最大15.2 m3/t,最小11.6 m3/t, 通風(fēng)能力有限,最大配風(fēng)量為1 200 m3/m in。
高位裂隙鉆場以20° ~ 25°起坡,掘進(jìn)8 m后變平,再施工4 m后停掘,高位鉆場底板高出煤層頂板5 m。鉆場在回采工作面風(fēng)巷距切眼90 m處掘第一高位鉆場,沿工作面走向向外每隔70 ~ 80 m掘1個高位鉆場。
工作面高位裂隙鉆場帶抽完畢后,首先在高位裂隙鉆場內(nèi)從開口向里4 m開始盤2個木垛,防止工作面回采過來后壓斷抽放管,影響抽放;然后在緊挨靠外木垛處釘板墻。實(shí)際采煤過程中,每當(dāng)工作面回采到離高位裂隙鉆場8 m左后位置時,鉆場附近瓦斯量顯著增大,其原因主要有兩點(diǎn):一是受集中壓力的影響,造成煤壁大量漏風(fēng);二是壓力增大后造成板墻變形,瓦斯隨之溢出。板墻外最高瓦斯?jié)舛冗_(dá)到10%,鉆場回風(fēng)巷口瓦斯?jié)舛纫渤^1%,嚴(yán)重影響了工作面的安全生產(chǎn)。為此,通風(fēng)區(qū)采用了風(fēng)障引導(dǎo)法、黃泥勾縫法處理高位裂隙鉆場涌出瓦斯,有時甚至每班派專職瓦斯檢查員固定在高位裂隙鉆場處理瓦斯,均未達(dá)到預(yù)期效果,導(dǎo)致工作面在過高位裂隙鉆場時經(jīng)常停產(chǎn),少則幾個小時,多則一個小班,嚴(yán)重影響了煤礦的安全生產(chǎn),工作面產(chǎn)量也受到了很大影響。所以,高突采煤工作面過高位裂隙鉆場期間瓦斯治理技術(shù)更新勢在必行。
吸取以往高突采煤工作面過高位裂隙鉆場期間的瓦斯治理經(jīng)驗(yàn),31011工作面在過高位裂隙鉆場前30 m就由采煤隊(duì)先在高位裂隙鉆場盤木垛,第一道木垛距離回風(fēng)巷口6 m,抽放隊(duì)在木垛中間預(yù)埋3 ~ 5根Ф40 mm抽放管,用Ф50 mm抗靜電軟管與抽放管連接。通風(fēng)區(qū)緊挨木垛釘一道板墻,然后再盤第二個木垛,通風(fēng)區(qū)再釘?shù)诙腊鍓?,板墻預(yù)留3個注羅克休管,通風(fēng)區(qū)隨后注入羅克休,直至注滿為止。這樣一來,工作面推過來以后,高位裂隙鉆場頂板壓力增大,瓦斯開始溢出,但是由于注滿羅克休,而羅克休堵漏效果極佳,所以瓦斯完全控制在高位裂隙鉆場內(nèi),等工作面完全推過高位裂隙鉆場后,里面開始埋的花管又起到抽放作用,繼續(xù)預(yù)抽采空區(qū)瓦斯。采用上述方法后,杜絕了工作面每次過高位裂隙鉆場期間易出現(xiàn)的瓦斯超限問題,工作面過2次高位鉆場時沒有出現(xiàn)瓦斯超限問題,工作面采煤工作水利進(jìn)行,為煤礦安全生產(chǎn)提供了有力保障。工作圖過第二高位裂隙鉆場如圖1所示。
高突采煤工作面瓦斯涌出量較大,采用高位裂隙鉆場抽放技術(shù)雖然減少工作面瓦斯涌出量,但是卻造成工作面過高位裂隙鉆場時極易出現(xiàn)瓦斯超限和局部瓦斯積聚的問題。通過采取工作面過高位裂隙鉆場時注羅克休的瓦斯治理措施,解決了過鉆場時易出現(xiàn)瓦斯超限和局部瓦斯積聚的問題,提高了瓦斯治理水平,保證了工作面的安全生產(chǎn)。