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        霍爾辛赫3601工作面采空區(qū)抽采鉆孔階段性應(yīng)用分析

        2021-08-02 02:31:56楊海飛
        2021年8期
        關(guān)鍵詞:純量單孔采空區(qū)

        楊海飛

        (山西煤炭進(jìn)出口集團(tuán)煤業(yè)公司 晉東南分公司,山西 長(zhǎng)治 046000)

        3601工作面長(zhǎng)度約807 m,切眼長(zhǎng)度191 m。工作面于2019年2月15日開始回采,工作面采用雙U型通風(fēng)方式,傾斜長(zhǎng)壁后退式采煤方法,綜合機(jī)械化放頂煤回采工藝。工作面日進(jìn)6~8 m,2019年3月30日,工作面已經(jīng)回采173 m左右,上隅角瓦斯治理措施為在輔助回風(fēng)巷施工高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯的方法。通過頂板高位鉆孔抽采采空區(qū),將向上隅角區(qū)域涌出瓦斯截流,從而達(dá)到控制上隅角瓦斯超限的目的。為了提高采空區(qū)瓦斯抽采效果,應(yīng)盡量將抽采鉆孔布置在頂板巖層中,在輔助回風(fēng)巷進(jìn)行鉆孔施工[1-4]。

        1 采空區(qū)高位鉆孔設(shè)計(jì)

        采空區(qū)抽采鉆孔設(shè)計(jì):采用平行鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯,鉆孔間距為3 m,鉆孔開孔高度2 m,鉆孔長(zhǎng)度128 m,鉆孔與輔回夾角為45°,鉆孔仰角為16°(考慮鉆孔下垂),鉆孔水平投影距回風(fēng)巷45 m,終孔距煤層頂板30 m。鉆孔直徑113 mm,鉆孔預(yù)計(jì)253個(gè),總進(jìn)尺32 384 m。采用“兩堵一注”囊?guī)椒饪准夹g(shù),封孔長(zhǎng)度12 m。

        2 實(shí)際鉆孔施工情況

        根據(jù)施工隊(duì)3601采空區(qū)鉆孔提供的實(shí)際施工參數(shù),施工鉆孔傾角、方位角及深度與設(shè)計(jì)偏差不大,均按照設(shè)計(jì)層位施工。鉆孔施工情況見圖1。

        圖1 3601采空區(qū)鉆孔施工(m)

        3 抽采鉆孔分組導(dǎo)流管數(shù)據(jù)觀測(cè)

        現(xiàn)觀測(cè)范圍分為7組,前3組于2019年3月初開始接抽并進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè),靠近工作面迎頭位置;中間有一段目前正在施工。然后,后4組鉆孔于3月23日開始接抽,3月24日開始進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè),后4組每3個(gè)鉆孔連接1個(gè)孔板,一共12個(gè)鉆孔[5]。數(shù)據(jù)觀測(cè)分組示意見圖2,采空區(qū)鉆場(chǎng)導(dǎo)流管抽采參數(shù)觀測(cè)數(shù)據(jù)(2 d進(jìn)行一次數(shù)據(jù)觀測(cè))見表1。

        表1 采空區(qū)鉆場(chǎng)導(dǎo)流管抽采參數(shù)觀測(cè)數(shù)據(jù)

        圖2 采空區(qū)抽采鉆孔數(shù)據(jù)觀測(cè)分組示意(m)

        4 抽采數(shù)據(jù)與工作面推進(jìn)度效果分析

        3月15日,工作面推進(jìn)80 m,此時(shí)第四組~第七組鉆孔還未接抽,已經(jīng)接抽的鉆孔為第一組~第三組鉆孔。但此時(shí)已經(jīng)推過第一組~第二組的位置,采空區(qū)部分已經(jīng)垮落,鉆孔已經(jīng)切斷。根據(jù)實(shí)測(cè)參數(shù),鉆孔切斷前第一組、第二組鉆孔濃度大約在10%~20%,切斷后目前第一組~第二組的濃度下降較快,濃度只有2%~8%,混合量在8~15 m3/min范圍變化。第三組鉆孔此時(shí)抽采量及濃度均較大,濃度在15%~30%之間,混合量均在10 m3/min左右變化,單組純瓦斯量在1.5~3 m3/min。3月15日—3月25日,工作面早已經(jīng)推過第一組至第三組鉆孔。3月25日開始觀測(cè)第四組至第七組鉆孔(23日左右接抽);此時(shí)工作面推進(jìn)到141 m位置,此4組鉆孔不同程度被切斷。從觀測(cè)的抽采數(shù)據(jù)分析,目前第四組至第七組鉆孔,抽采濃度在25%~45%之間波動(dòng),平均在30%以上,觀測(cè)單孔濃度平均在40%左右;抽采混合量為10~15 m3/min,平均14 m3/min;每組抽采純量在2~5 m3/min變化,平均3 m3/min左右。折算平均單孔純量在1 m3/min左右,此時(shí)抽采層位還不是太低,抽采的主要是卸壓瓦斯[6]。

        3月29日左右,工作面推進(jìn)到168 m,此時(shí)第四組鉆孔抽采濃度有較大變化,初步分析是工作面將抽采鉆孔全部切斷,導(dǎo)致鉆孔抽采的是老采空區(qū)瓦斯,因此濃度較低;對(duì)比分析工作面推進(jìn)位置也證明了這一點(diǎn),此時(shí)工作面剛好將第四組鉆孔完全切斷。

        從目前所觀測(cè)及收集的資料初步分析,當(dāng)工作面回采時(shí),正常續(xù)接上的采空區(qū)鉆孔,單孔抽采濃度在40%左右,單孔抽采純量為1~1.5 m3/min。

        工作面完全推過抽采鉆孔以后,抽采鉆孔被切斷,此時(shí)抽采濃度和抽采純量大幅度下降,每組抽采濃度為2%~8%范圍內(nèi),單組抽采純量在0.2~0.5 m3/min變化。

        當(dāng)工作面推過鉆孔30 m后,抽采濃度下降至1%~2%,單組抽采純量在0.15 m3/min左右。工作面推過鉆孔60 m左右,單組抽采濃度有所上升,逐步穩(wěn)定在2%~4%,純流量穩(wěn)定在0.2~0.4 m3/min[7]。

        從觀測(cè)數(shù)據(jù)效果分析,按現(xiàn)在參數(shù)施工的采空區(qū)高位鉆孔,鉆孔距工作面30~60 m位置時(shí),抽采的瓦斯?jié)舛取⑼咚辜兞枯^高,抽采效果最好。工作面推進(jìn)切斷鉆孔后效果不佳。工作面推過鉆孔60 m后,抽采濃度比較穩(wěn)定[8]。通過瓦斯鉆孔抽采效果分析,總結(jié)鉆孔與工作面推進(jìn)速度的關(guān)系,指導(dǎo)瓦斯鉆孔施工速度和超限距離,從而使抽采效果最大化,最大限度控制上隅角采空區(qū)瓦斯,保障工作面安全生產(chǎn)。

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