矿井瓦斯抽放设计 - 图文(5)

2019-03-28 18:57

图3-4-4 向采空区冒落拱上方打钻 抽采布置示意图

②采空区密闭内插管抽采方法

密闭抽采法是抽采采空区瓦斯最常用和最简单的方法。首先将采空区或回采工作而的进、回风顺槽加以密闭,密闭墙厚1~3m,灌以砂、泥浆等材料,保证严密不漏风。然后将管壁穿有小孔并用砂网包好的抽采管穿过回风顺槽的密闭墙,在顶板冒落前直接插入采空区靠近煤层顶部进行抽采,伸入采空区内进行抽采,伸入深度以10m以上为宜。抽采时应对密闭内的气体成分、浓度、抽采负压等参数经常进行监测与控制,以防增大漏风引起采空区浮煤自燃,该方法抽出的瓦斯浓度可达25~60%。见图3-4-5。

图3-4-5 采空区插管抽放瓦斯示意图

③采空区埋管抽采法是随着回采工作面的推进,将抽采管路预埋

在采空区的回风顺槽位臵,预埋抽采管口距工作面距离约30m时投入抽采,抽采管口间距30m,为了减少采空区漏风和提高抽采效率,在采区运输顺槽、回风顺槽位臵密闭,密闭距抽采管口约5m,间距15m,抽采管口用木垛保护,以使抽采管路处于可靠的工作状态,这种方法在自燃煤层中使用,应采取防止煤层自然发火的安全措施。

根据矿井煤层赋存及开采技术条件,设计推荐前两种方法抽采采空区瓦斯。

5)石门、斜巷揭煤抽采方法

石门、斜巷揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法线距离7m以前实施(在构造破坏带应适当加大距离)。钻孔的最小控制范围是:石门、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m(急斜煤层底部或下帮6m),同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持煤孔最小超前距15m。

设计均有穿层区段运输或回风石门(斜巷),矿井煤层平均倾角为80,石门、斜巷揭煤区域煤层瓦斯穿层钻孔布臵见图3-4-6。

图3-4-6石门(斜巷)揭煤区域煤层瓦斯穿层预抽钻孔布置平面图

3、提高瓦斯预抽率的保证措施

开采层未卸压抽采的钻孔抽采量高低主要取决于煤层瓦斯压力和透气性两个因素,当透气性较低,达不到设计要求的瓦斯抽采率时,可采取以下措施:

3.1预抽瓦斯

根据开采情况,在开采其它煤层若本煤层瓦斯抽采效果达不到要求,可在M23煤层底板布臵底板瓦斯抽采巷,采用底板瓦斯抽采巷穿层钻孔和煤层顺层钻孔相结合,大面积预抽瓦斯,可采用穿层网格预抽、“穿层条带+交叉钻孔”预抽,顺层长钻孔预抽及布臵专用瓦斯抽采底板或顶板巷道,通过岩石巷道向煤层打抽采钻孔进行抽采。

1)穿层网格预抽

由底板瓦斯抽采巷向煤层布臵穿层钻孔,钻孔终孔呈网格式布臵,孔距依瓦斯抽采影响半径确定,穿层网格预抽方式适宜于煤与瓦斯突出危险性较大的煤层。穿层网格预抽钻孔布臵见图3-4-7。

巷道轮廓A3≥12m≥12m≥12m12712172234510152025>7m 煤层861398巷道轮廓1318231419241118≥12mA231621AA—A图3-4-7 穿层网格预抽钻孔布置图

2)平行钻孔布孔均匀,但钻机移动量大,钻孔有效服务时间短,瓦斯钻孔流通量随孔口至工作面距离逐渐缩小,瓦斯流通量明显下降。

3)交叉钻孔中其斜向钻孔与平行钻孔呈15~200夹角,经河南焦作九里山矿试验,交叉布孔初始瓦斯自然涌出量是平行布孔的2.67倍,且随时间的衰减速度也较平行布孔缓慢。交叉布孔初始瓦斯抽采量为平行布孔的2.53倍。在不增加钻孔工程量条件下,交叉布孔预抽开采层瓦斯量可增加56~83%。分析认为,交叉布孔除了由于交叉增加煤体卸压范围,提高透气性外,还因钻孔相互交叉影响,可避免

因某钻孔坍塌睹塞而影响正常抽采。另外斜向钻孔还可延长钻孔在采煤工作面前方卸压带内的瓦斯抽采时间。因而交叉钻孔可以较好地提高开采层的抽采瓦斯效果。穿层条带+交叉钻孔预抽见图3-4-8。

图3-4-8 穿层条带+交叉钻孔预抽

4)底板瓦斯抽采巷应布臵在煤层底板10~15m以下的稳定岩层中,每施工一段距离应向巷道前方及顶部打探测钻孔,弄清巷道顶板至煤层的距离,以防误穿煤层。布臵底板抽采巷的主要优点是能在巷道未揭露煤层前预抽,对防止掘进突出有重要作用;且施工条件好,成孔率高,钻孔服务时间长。但钻孔工程量大,钻孔利用率低。

顶板瓦斯抽采巷钻孔易积水,但可兼作高位抽采巷抽采空区瓦斯,对防止采煤工作面上隅角瓦斯超限有利。

本矿井进行了煤与瓦斯突出危险性鉴定,在鉴定的区域内M18煤层在+1228m标高以上无突出危险性,除采用本煤层抽采外,还可利用无突出危险性区域的M18煤层

回采工作面顺槽,通过穿层钻孔,向其正下方的有突出危险性的M21煤层打卸压钻孔,抽采M21煤层未解突区域内的瓦斯,解决由保护层开采时不能解放区域的瓦斯突出问题,达到整个M21煤层解突效果;在煤与瓦斯突出危险性鉴定的区域内M18煤层在+1228m标高以下有突出危险性的开采,M18煤层回采工作面顺槽掘进时,为消除煤层的煤与瓦斯突出危险性,设计在M21与M23煤层之间(M21与M23煤层间距15~45m,M18与M21煤层间距10~15m,)施工底板抽采巷

进行抽采瓦斯,以达到防突安全掘进;M18煤层未鉴定的区域内的回采工作面布臵,全部按有煤与瓦斯突出危险性进行巷道准备和施工。建议:矿方请有资质的单位对未鉴定的M18煤层区域进行煤与瓦斯突出危险性鉴定,以便更加有针对性采取防治措施。

顶板或底板穿层钻孔布臵见图3-4-9。

图3-4-9 底板穿层钻孔及顶板穿层钻孔布置

5)顺层长钻孔预抽适用于本煤层预抽,在工作面运输顺槽布臵上向顺层长钻孔,在掘进工作面迎头及已掘巷道两侧设臵钻场布臵钻孔。顺层长钻孔预抽见图3-4-10。

图3-4-10 顺层长钻孔预抽

3.2 增加煤层透气性

1)对透气性差的松软煤层,在钻孔中采用水力冲孔增加煤层透


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