以孔代巷联合抽采在高瓦斯煤层群的应用_徐涛.pdf
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1、972023 年第 2 期徐 涛:以孔代巷联合抽采在高瓦斯煤层群的应用徐 涛:以孔代巷联合抽采在高瓦斯煤层群的应用以孔代巷联合抽采在高瓦斯煤层群的应用徐 涛(山西金地煤焦有限公司赤峪煤矿,山西 吕梁 032100)摘 要 赤峪煤矿为典型的近距离煤层群,且煤层具有透气性低、瓦斯含量高的特点。以孔代巷联合抽采技术具有施工简单、抽采效率高的特点,在赤峪煤矿使用中大幅扩大了钻场间距,并在采空区形成了抽采负压区,减少了采空区向回风隅角涌出瓦斯,提升了矿井瓦斯治理能力。关键词 低透气性;煤层群;以孔代巷;瓦斯抽采 中图分类号 TD712+.6 文献标识码 A doi:10.3969/j.issn.1005
2、-2801.2023.02.035Application of Combined Extraction with Hole Replacing Roadway in High Gas Seam GroupXu Tao(Chiyu Coal Mine of Shanxi Jindi Coal Coke Co.,Ltd.,Shanxi Lliang 032100)Abstract:Chiyu Coal Mine is a typical short-range coal seam group,and the coal seam is characterized by low permeabilit
3、y and high gas content.The combined extraction technology of hole replacing roadway has the characteristics of simple construction and high extraction efficiency.In the use of Chiyu Coal Mine,the drilling field spacing has been greatly expanded,and a negative pressure area for extraction has been fo
4、rmed in the goaf,reducing the gas emission from the goaf to the return air corner,and improving the mine gas control ability.Key words:low air permeability;coal seam group;hole replacing roadway;gas extraction收稿日期 2022-08-01作者简介 徐涛(1985),男,福建南平人,2009 年毕业于河南理工大学安全工程专业,本科,通风安全工程师,现从事矿井通风、瓦斯抽采等相关安全技术及管
5、理工作。徐 涛:以孔代巷联合抽采在高瓦斯煤层群的应用徐 涛:以孔代巷联合抽采在高瓦斯煤层群的应用随着矿井开采规模和开采深度的变化,很多煤层的开采条件将向低透气性、高瓦斯含量、甚至突出危险的趋势发展1-2。针对于此类矿井,现行的传统瓦斯抽采技术普遍存在钻孔量大且施工周期长、成本高等缺点3-5,而以孔代巷区域瓦斯抽采技术可以很好地解决这一问题。通过以大直径的长钻孔代替联络巷,配合顺层钻孔、采空区埋管等措施,对碎软低渗的突出煤层进行瓦斯抽采成为了区域瓦斯治理新的技术模式。1 以孔代巷瓦斯治理技术原理煤炭在采掘过程中顶板岩层会出现一定程度的破损,在煤岩体的内部形成贯通的裂隙,而游离状态下的瓦斯将会随着
6、裂隙的发育不断聚集,导致区域瓦斯含量增大。如图 1,以孔代巷瓦斯抽放技术通过利用高端钻机在巷道顶板布置大直径高位钻孔,替代传统联络巷进行瓦斯抽采。在抽采过程中需使用大直径的高位定向钻孔,可以起到增大钻孔孔壁的暴露面积和瓦斯卸压后的流动通道的作用,从而有利于钻孔孔壁与采动裂隙的连通,达到高流量抽采的效果6。目前该技术已在我国山西、辽宁、安徽等矿区进行了成功的推广应用7。图 1 以孔代巷抽采技术原理示意2 赤峪煤矿瓦斯抽采背景2.1 工程背景及参数赤峪煤矿生产能力 300 万 t/a,主要开采 2、3、4 号煤层,瓦斯治理方面制定了将 2 号煤层先行开采的总体区域瓦斯治理路线。矿井 2、3、4 号
7、煤煤层间距均约 7 m,为近距离煤层群开采。目前开采的 2 号煤层透气性系数在 0.130.26 m2/MPa2d,煤层透气性系数较低,煤层瓦斯含量为 8.89 m3/t,矿井瓦斯绝对涌出量为80.72 m3/min,抽采难度较大。982023 年第 2 期2.2 抽采工作面布置C1204 为目前瓦斯治理的重点区域,该工作面位于中央一采区中央翼上部,为中央一采区第二个回采工作面。该工作面平均可采走向长度 1280 m,倾斜长度 155 m,倾斜面积 198 400 m2。C1204 工作面开采煤层为 2 号煤层,平均煤厚 1.53 m。如图2 所示,工作面西以运输巷为界,其他边界均为保护煤柱。
8、图 2 C1204 工作面布置图2.3 瓦斯抽采难点赤峪煤矿 2 号煤层瓦斯抽采情况复杂,分析研究 2 号煤回采期间各种瓦斯涌入源发现,2 号煤层在开采期间,下邻近层 3、4 号煤层、上邻近层 1号煤层受开采层的采动影响,卸压后会发生膨胀变形,造成 2 号煤层的透气性和瓦斯解吸量大幅度提高,上、下邻近层的卸压瓦斯会通过层间裂隙大量涌入开采层采空区。为有效解决 2 号煤层回采期间本煤层、上、下邻近层煤层卸压瓦斯涌入 2 号煤层回采工作面,2 号煤层工作面在回采期间采取以孔代巷联合抽采的技术方案,即千米定向钻机施工顶板高位走向钻孔、底板拦截钻孔抽采回采工作面卸压瓦斯、半封闭插管抽采工作面上隅角瓦斯
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