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1、集贤煤矿中一采区左四片集贤煤矿中一采区左四片 瓦斯抽放措施瓦斯抽放措施2007-12-08编制人：肖占胜编制人：肖占胜3604 工作面瓦斯抽放系统设计工作面瓦斯抽放系统设计第一部分第一部分 矿井概况矿井概况集贤煤矿是全国煤炭工业现代化矿井之一，是双鸭山矿业集团主集贤煤矿是全国煤炭工业现代化矿井之一，是双鸭山矿业集团主力生产矿井。集贤煤矿位于双鸭山市东部，合江煤田西部，东西走向力生产矿井。集贤煤矿位于双鸭山市东部，合江煤田西部，东西走向9km,南北倾向南北倾向.km。面积。面积 40.5km。1974 年年 10 月月 1 日简易生产，日简易生产，后经过两次改造年设计能力为后经过两次改造年设计能
2、力为 120 万吨。现核定年生产能力为万吨。现核定年生产能力为 180 万万吨。吨。矿井开拓方式为立井分水平开拓，立井贯穿各煤层底板，岩石运矿井开拓方式为立井分水平开拓，立井贯穿各煤层底板，岩石运输大巷，采区集中石门开拓，上下山同时开采。矿井分两个水平开采，输大巷，采区集中石门开拓，上下山同时开采。矿井分两个水平开采，一水平标高一水平标高-150 米，二水平标高为米，二水平标高为 -450 米。目前，集贤煤矿开采处米。目前，集贤煤矿开采处于一水平向二水平过渡时期，一水平（于一水平向二水平过渡时期，一水平（-150 水平）有生产采区水平）有生产采区 4 个，个，准备采区准备采区 4 个，主要是一
3、水平下山遗留的开采比较困难的块段；二水个，主要是一水平下山遗留的开采比较困难的块段；二水平于平于 2003 年开始延伸开拓，年开始延伸开拓，2005 年年 4 月完成月完成-370 中一采区九层煤的中一采区九层煤的开采。开采。 二水平有一个生产采区、一个准备采区。集贤煤矿现有采煤二水平有一个生产采区、一个准备采区。集贤煤矿现有采煤工作面工作面 4 个，掘进工作面个，掘进工作面 22 个，硐室个，硐室 17 个，其他供风点个，其他供风点 4 个。个。矿井的通风方式为两翼对角抽出式通风，由东风井和北风井回风，矿井的通风方式为两翼对角抽出式通风，由东风井和北风井回风，从斜井和付井入风。目前，矿井总入
4、风量为从斜井和付井入风。目前，矿井总入风量为 10841m3/min，总排风量，总排风量为为 11692m3/min。现有主备风扇。现有主备风扇 4 台，两台运行，两台备用。台，两台运行，两台备用。北风井主备扇型号为北风井主备扇型号为 BDK-6-22，配备，配备 YBF450-SI-6 型电动机，型电动机，电动机功率为电动机功率为 2502KW02KW，主扇叶片角度一级，主扇叶片角度一级 32320 0、27270 0，等级孔，等级孔2.2m2.2m2 2，工作风量为，工作风量为 6327m6327m3 3/min/min，负压，负压 230mmH230mmH2 2O O 转速转速 990r
5、/min.990r/min. 服服务于二段下延采区和西二采区。务于二段下延采区和西二采区。东风井主备扇型号东风井主备扇型号 BDK-6-21BDK-6-21，配备，配备 YBF450-M2-6YBF450-M2-6 型电动机，型电动机，电动机功率电动机功率 2202KW2202KW，等级孔，等级孔 1.7m1.7m 2 2，工作风量，工作风量 5365m5365m3 3/min/min，负压，负压240mmH240mmH2 2O O。转速。转速 990r/min.990r/min.服务于南三采区和东翼采区。井田内可采服务于南三采区和东翼采区。井田内可采煤层有煤层有 3 3、5 5、1616、1
6、717 层，共四组煤。煤种属于气煤，煤层不易自燃，层，共四组煤。煤种属于气煤，煤层不易自燃，属于低瓦斯矿井。属于低瓦斯矿井。 第二部分第二部分 抽放的可行性和必要性抽放的可行性和必要性2008 年矿井瓦斯鉴定结果，瓦斯绝对涌出量为年矿井瓦斯鉴定结果，瓦斯绝对涌出量为 15.7m3/min，相，相对涌出量为对涌出量为 5.23m3/T，矿井为低瓦斯矿井。由于集贤矿中一下采区开，矿井为低瓦斯矿井。由于集贤矿中一下采区开采深度延深，瓦斯含量逐步升高，采深度延深，瓦斯含量逐步升高，2006-2008 年开采以来，通过对中年开采以来，通过对中一采区上山区一片和下山区零片、一片、二片、三片工作面进行回采一
7、采区上山区一片和下山区零片、一片、二片、三片工作面进行回采的实践，根据中一采区回采工作面初采、采面延伸瓦斯涌出的统计，的实践，根据中一采区回采工作面初采、采面延伸瓦斯涌出的统计，回采工作面瓦斯绝对涌出量达到回采工作面瓦斯绝对涌出量达到 5.8 89.12m3/min，其相对涌出量达，其相对涌出量达到到 4.46.9m3/T，接近于高沼气工作面。按照，接近于高沼气工作面。按照煤矿安全规程煤矿安全规程必须必须进行采煤工作面瓦斯抽放。进行采煤工作面瓦斯抽放。第三部分第三部分 中一采区左四片工作面概况中一采区左四片工作面概况中一采区左四片工作面即中一采区左四片工作面即 3604 工作面，位于中一采区下
8、山区，工作面，位于中一采区下山区，左部为采空区，右部为未开采区，工作面为九层煤。采面走向长度左部为采空区，右部为未开采区，工作面为九层煤。采面走向长度1020 米，倾斜长米，倾斜长 200 米，埋藏深度为米，埋藏深度为 680 米米580 米，煤层倾角米，煤层倾角 5 度，度，煤层平均厚度为煤层平均厚度为 1.6 米，其上接伪顶为米，其上接伪顶为 0.7 米厚的粉沙岩，自由顶为米厚的粉沙岩，自由顶为3.1 米厚的细纱岩，老顶为米厚的细纱岩，老顶为 10.5 米厚的粉沙岩。回采工作面掘进时揭米厚的粉沙岩。回采工作面掘进时揭露露 1.2 米以下断层米以下断层 5 条，煤层不易自然，该工作面瓦斯绝对
9、涌出量达条，煤层不易自然，该工作面瓦斯绝对涌出量达到到 5.8 89.12m3/min，瓦斯相对涌出量（，瓦斯相对涌出量（4.46.96.9）m m3 3/T/T，回采工作面，回采工作面为重点瓦斯工作面。为重点瓦斯工作面。36043604 采煤工作面采用采煤工作面采用 U U 型上行风通风方法。供风量型上行风通风方法。供风量 600600700700 m m3 3/min/min。根据中一下山区几个工作面回采规律，随着工作面的回采，。根据中一下山区几个工作面回采规律，随着工作面的回采，瓦斯涌出量呈逐步增长趋势，特别是工作面推进到近瓦斯涌出量呈逐步增长趋势，特别是工作面推进到近 1/21/2 走
10、向长度时，走向长度时，瓦斯涌出强度增加较明显，有时回风瓦斯浓度达到（瓦斯涌出强度增加较明显，有时回风瓦斯浓度达到（0.8-10.8-1）% %左右，左右，工作面上偶角瓦斯时有超限。严重影响工作面正常回采。工作面上偶角瓦斯时有超限。严重影响工作面正常回采。由于集贤煤矿开采煤层的透气性很低，煤层中的瓦斯主要以吸附由于集贤煤矿开采煤层的透气性很低，煤层中的瓦斯主要以吸附状态存在，游离瓦斯较少，采用本煤层瓦斯抽放方法抽取煤层中的瓦状态存在，游离瓦斯较少，采用本煤层瓦斯抽放方法抽取煤层中的瓦斯较困难，该方法只能做为回采工作面抽放瓦斯的辅助方法。斯较困难，该方法只能做为回采工作面抽放瓦斯的辅助方法。通过前
11、期瓦斯抽放的实践，以及回采煤层赋存地质条件，可以知通过前期瓦斯抽放的实践，以及回采煤层赋存地质条件，可以知道：集贤煤矿道：集贤煤矿 36043604 采煤工作面（左四片）的瓦斯来源采煤工作面（左四片）的瓦斯来源回采工作回采工作面瓦斯的涌出、回采遗煤瓦斯的解析、围岩瓦斯的逸出及邻近采空区面瓦斯的涌出、回采遗煤瓦斯的解析、围岩瓦斯的逸出及邻近采空区瓦斯的涌入。除一小部分被工作面风流带出外，其余大部分瓦斯聚集瓦斯的涌入。除一小部分被工作面风流带出外，其余大部分瓦斯聚集于采空区内，工作面回采时，采空区的瓦斯被漏风风流带出，造成上于采空区内，工作面回采时，采空区的瓦斯被漏风风流带出，造成上偶角和回风流瓦
12、斯超限。因此，根据前几个工作面回采治理瓦斯经验，偶角和回风流瓦斯超限。因此，根据前几个工作面回采治理瓦斯经验，应采取以仰角钻孔采空区抽放瓦斯方法为主，以本煤层瓦斯抽放和抽应采取以仰角钻孔采空区抽放瓦斯方法为主，以本煤层瓦斯抽放和抽放邻近采空区瓦斯为辅，建立综合治理瓦斯的抽放措施。放邻近采空区瓦斯为辅，建立综合治理瓦斯的抽放措施。根据根据 36043604 工作面的条件，设计在回风巷（下料道）一侧开拓钻工作面的条件，设计在回风巷（下料道）一侧开拓钻场，钻场间距场，钻场间距 45-5045-50 米，第一个钻场距切眼米，第一个钻场距切眼 4040 米，设计米，设计 8 8 个仰角钻个仰角钻孔，孔深
13、孔，孔深 4040 米；其余各钻场设计米；其余各钻场设计 8 8 个仰角钻孔，孔深个仰角钻孔，孔深 9090 米，孔径米，孔径9494 毫米。设计施工参数见附图。同时，每个钻场设计施工本煤层瓦毫米。设计施工参数见附图。同时，每个钻场设计施工本煤层瓦斯抽放钻孔斯抽放钻孔 5 5 个，孔径个，孔径 9494 毫米，设计施工参数见附图。各钻场开拓毫米，设计施工参数见附图。各钻场开拓规格为长规格为长 4.54.5 米、宽米、宽 3 3 米、高米、高 2.22.2 米，钻场的顶板采用锚杆支护。米，钻场的顶板采用锚杆支护。封口措施封口措施钻场的钻孔施工完成后，应用钻场的钻孔施工完成后，应用128128 毫
14、米的钻头扩毫米的钻头扩孔，仰角钻孔扩孔深孔，仰角钻孔扩孔深 5 5 米，使用米，使用 4 4 英寸套管，长度英寸套管，长度 3 3 米，封口有效长米，封口有效长度为度为 1.51.5 米，必须封在岩石内。本煤层钻孔必须扩孔米，必须封在岩石内。本煤层钻孔必须扩孔 7 7 米，使用米，使用 4 4 英英寸的套管，长度寸的套管，长度 6 6 米，封口的有效长度不小于米，封口的有效长度不小于 5 5 米。封口材料使用麻米。封口材料使用麻袋、聚氨酯胶。袋、聚氨酯胶。钻孔参数的设计钻孔参数的设计仰角瓦斯抽放钻孔可用计算参数和施工参数来表述。我们建立仰仰角瓦斯抽放钻孔可用计算参数和施工参数来表述。我们建立仰
15、角钻孔的数学几何模型如下图：角钻孔的数学几何模型如下图：1 1）计算参数计算参数钻孔在风巷方向投影的长度；米钻孔在风巷方向投影的长度；米钻孔终孔点距煤层顶界的高度：米钻孔终孔点距煤层顶界的高度：米钻孔终孔点距回风巷水平投影长度：米钻孔终孔点距回风巷水平投影长度：米2 2） L L钻孔深度；米钻孔深度；米 钻孔水平投影线与风巷的夹角；度钻孔水平投影线与风巷的夹角；度钻孔与顶板的夹角；度钻孔与顶板的夹角；度1 1 钻孔封口长度；米钻孔封口长度；米仰角钻孔设计的计算及施工参数表仰角钻孔设计的计算及施工参数表参数参数孔号孔号L L1 11 190m90m996688.488.4 9.49.414143
16、m3m 2 290m90m15156686.486.4 9.49.423.323.3 3m3m3 390m90m21216683.583.5 9.49.432.232.2 3m3m4 490m90m24246681.781.7 9.49.436.636.6 3m3m5 590m90m30308877.777.7 12.512.5 45453m3m6 690m90m35358873.373.3 12.512.5 51.651.6 3m3m7 790m90m40408868.968.9 12.512.5 57.857.8 3m3m8 890m90m45458863.763.7 12.512.5 63.763.7 3m3m关于关于 36043604 初采采用下行风及皮带道沿空留巷瓦斯治理措施初采采用下行风及皮带道沿空留巷瓦斯治理措施
