薛村煤矿瓦斯抽放方法及抽放系统设计(6)

2019-04-22 14:34

5、煤巷掘进时瓦斯涌出量较大的煤层,可采用边掘边抽或先抽后掘的抽采方法。 二、邻近层瓦斯抽放方法

1、通常采用从开采层回风巷(或回风副巷)向邻近层打垂直或斜交穿层钻孔抽放瓦斯的方法。

2、当邻近层瓦斯涌出量大时,可采用顶(底)板瓦斯巷道(高抽巷)抽放。 3、当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时,可在工作面回风侧沿开采层顶板布置迎面水平长钻孔(高位钻孔)抽放上邻近层瓦斯。

三、采空区瓦斯抽采方法

采空区瓦斯抽采方法选择应符合下列规定: 1、老采空区应采用全封闭式抽采方法。

2、现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况,采用顶(底)板钻孔法、有煤柱及无煤柱钻孔法、插(埋)管法等瓦斯抽采方法,并应采用提高抽采瓦斯浓度的措施。

3、开采容易自燃或自燃煤层的采空区,必须经常检测抽采管路中C0浓度和气体温度等有关参数的变化。发现有自然发火征兆时,必须采取防止煤自燃的措施。

四、其它情况

1、煤与瓦斯突出矿井开采保护层时,必须同时抽放被保护煤层的瓦斯。

2、埋藏浅、瓦斯含量高的厚煤层或煤层群,有条件时,可采用地面钻孔预抽开采层瓦斯、抽放卸压邻近层瓦斯或抽放采空区瓦斯的方法。

3、对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层赋存条件复杂的矿井,应采用多种抽放方法相结合的综合抽放方法

4、有煤与瓦斯突出危险的矿井开采保护层时,应同时抽采被保护的瓦斯。 5.3.2抽采方法选择

薛村矿是煤与瓦斯突出矿井,因此首先要求满足―不采突出面,不掘突出头‖的区域性瓦斯治理措施,必须对所有的回采工作面进行高位抽放或本煤层预抽、对大多数的掘进工作面进行瓦斯预抽放,选择的瓦斯抽放方法如下:

⑴.采用顺煤层平行布孔方式预抽回采工作面本煤层瓦斯; ⑵.掘进工作面采用边掘边抽方法抽放本煤层瓦斯; ⑶.采用高位钻孔抽放回采工作面及采空区瓦斯。 一、回采工作面本煤层瓦斯抽放

由于煤层的透气性低,采用顺煤层平行布孔方式抽放方法,即:利用工作面胶带顺槽或轨道顺槽向煤层打迎向平行钻孔预抽本煤层瓦斯。 推荐的钻孔布置方式如图5-1示:

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回风顺槽回采工作面运输顺槽 图5-1 预抽煤层瓦斯措施的平行布孔方式示意图

Figure 5-1 Pre-drawn schematic diagram of a parallel cloth Kong seam gas measures

推荐的本煤层预抽钻孔布置参数如下: 钻孔长度大于63m; 钻孔直径∮89mm; 钻孔垂直于巷道中线; 钻孔间距6m; 封孔深度7m; 封孔方式聚胺脂封孔。 二、掘进工作面瓦斯抽放

掘进工作面抽放瓦斯的方法有边掘边抽和先抽后掘两种方式,考虑到该煤矿掘进工作面瓦斯涌出量较小,采用边掘边抽比较合适。采用边掘边抽时,抽放钻孔布置方式如图5-2示:

50m4,7°5,6°6,4°z2.z5.z8z3.z6.z960m15mz1.z4.z715m 图5-2 掘进工作面边掘边抽瓦斯钻孔布置示意图

Figure 5-2 While Excavation Excavation Face layout diagram of pumping gas drilling

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钻孔布置参数如下: 钻孔长度大于60m; 钻孔直径∮75mm; 封孔深度7m; 钻场间距50m; 封孔方式聚胺脂封孔。 三、回采工作面高位抽放

采用高位抽放就把回采工作面上部煤层中和部分采空区中的瓦斯通过钻孔和瓦斯抽放管道排放到地表或井下回风巷中。图5-3为回采工作面高位钻孔布置示意图:

图5-3工作面高位钻孔布置图 Figure 5-3 Face Layout of high drilling

钻孔布置参数如下: 钻孔长度60m; 钻孔直径∮133mm; 相邻孔间夹角3°~5°; 钻场间距50m; 封孔深度10m; 封孔方式聚胺脂封孔。

需要注意的是设计中的瓦斯抽放钻孔设计仅供该矿工程技术人员参考,在生产实际中,应根据现场实际监测参数对抽放钻孔的布置进行调整,以达到最好的抽放效果。

四、采空区埋管

采空区埋管抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区,使该区域内瓦斯由抽放管路抽走,这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅(或微风)引起的瓦斯超限,还可解决因漏风使采空区向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。在工作面顶板

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冒落之前,把抽放瓦斯管直接插入采空区进行抽放,瓦斯管的末端约2m长的一段要有孔眼,同时要尽量靠近煤层顶板,使其处于高浓度瓦斯带。实测结果表明,采空区瓦斯最佳抽放位置在距工作面30~60m的范围内,如图5-4所示:

抽放管 挡风帘 铠装软管

图5-4回风巷隅角埋管抽放示意图

Figure 5-4 the return airway angle pipe drainage schematic

5.4抽采钻孔的密封

根据《矿井瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471-2008)第5.5条的规定,封孔方法的选择应根据抽采方法及孔口所处煤(岩)层位、岩性、构造等因素综合确定,因地制宜地选用新方法、新工艺。 5.4.1封孔深度

根据《矿井瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471-2008)第5.5.3条的规定,薛村矿在煤层中布置的钻孔其密封深度不小于7m,穿层钻孔的密封深度不得低于5m。 5.4.2封孔材料

根据《矿井瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471-2008)第5.5.2条的规定,薛村矿顺层钻孔采用聚胺酯材料封孔;穿层钻孔采用封孔器封孔。 5.4.3封孔工艺

(1)抽采管结构

抽采管结构如图5-5所示。钻孔抽采管为外径42mm、壁厚2.5mm、在抽采管的0.8m间距内固定一块毛巾布(长度0.8m,宽度0.67m)。

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1— 铁挡板;2—木塞;3—橡胶垫圈;4—毛巾布;5—铁丝;6——抽采管

a— 原液;b—混合;c—搅拌;d—涂布卷缠;e—插入钻孔

图5-5 卷缠药液法抽采管结构

Figure 5-5 The liquid extraction method of wrapping paper tube structure

(2)封孔工序

本封孔工艺为卷缠药液法,先称量出封一个钻孔的甲、乙两种药液各0.5Kg,分别装入两个容器,再将药液同时倒入混合桶中,立即用棒快速搅拌均匀,当药液由黄褐色稍变为乳白色时,停止搅拌,将药液均匀倒在毛巾布上,边倒药液边向抽采管上缠绕毛巾布,并把卷缠好药液的抽采管迅速插入钻孔内。大约5min后药液开始发泡膨胀,20min停止发泡,逐渐硬化固结。

为了避免抽采管因碰撞晃动而影响封孔质量,孔口要用水泥沙浆将抽采管固定牢固,或用木楔楔紧。卷缠药液法密封钻孔如图5-6所示。

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