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1、保德煤矿瓦斯治理方案及需解决的技术问题一、矿井基本情况矿井南北走向14km，东西倾向5.7km，面积55.9km2，可采储量6.6亿，含煤地层石炭二叠系，可采煤层8#、10#、11#、13#层共4层，煤层倾角6度，煤种气煤。目前开采最上部8#煤层，埋藏深度120450米，均厚6.5-7.5m，设计产能1500万t/a，服务年限34年。矿井采用“平硐+斜井+立井”综合开拓方式，井田共有8个井筒（六进两回），井田划分为一、二、三、五盘区，共4个盘区。配置“两综放（81305、81502）、四掘锚”共6个采掘队，采煤方法“走向长壁后退式综合机械化采煤”，掘进采用掘锚机施工全煤矩形巷道。矿井采用“六进
2、两回”分区抽出式通风，布置南、北部区两个回风立井，安装两台FBCDZ-10-38型2900kw的防爆对旋轴流通风机，其中南部区回风立井服务二、三盘区，北部回风立井服务一、五盘区，目前矿井总回风量33000m3/min左右，等积孔13m2。矿井绝对瓦斯量118m/min，相对瓦斯量3.55m/t，高瓦斯矿井。8煤为自燃煤层，发火期为4 6个月，煤尘具有爆炸危险性。矿井安全监控系统“北京瑞赛公司”开发的KJ2000N安全监测监控系统。矿井北部区建成刘家堰地面抽采系统，担负北部区采空区低负压抽采，同时井下建有一套高负压预抽系统，担负北部区提前预抽。在南部区井下建有两套井下高、低负压的超前预抽和采空区
3、抽采系统。抽放泵型号使用台数（台）功率（KW)配套管路额定流量（m3/min）使用地点抽放主管长度（m）用途2BEC7202710主管820支管560560北部区计670815023100采空区抽放ZWY-110/160-G2160主管315支管10811081502 81503 815048150510090预抽ZWY-130/160-G2160主管315支管108130南部区7308130481305 8130610883预抽ZWY-300/355-G2355主管820支管56030081305采空区3000采空区抽放ZWY-300/355-G2355300二、矿井瓦斯综合治理技术方案矿井
4、8#煤层瓦斯赋存及涌出规律如下：（1）回采工作面瓦斯涌出量本层占90%、下邻近层占10%、上邻近层可忽略不计。（2）回采工作面采空区（顶煤、邻近层）瓦斯涌出量占6070%，煤壁、落煤占3040%。（3）矿井瓦斯风化带下边界为+776标高，地表+812-1148，风化带深度170230m。（4）瓦斯含量梯度为2.59m3/100m.t，瓦斯压力梯度0.50Mpa/100m。（5）深部井田边界标高为+500m，地表+812-1148，深度平均450米，瓦斯含量预测为8.17 m/t，压力最大预测为1.67Mpa。（6）8煤层透气性系数 ：0.170.8/（Mpad），钻孔瓦斯流量衰减系数 0.00
5、470.0491d-1属于可抽放煤层。 五盘区已完成突出性鉴定，最大瓦斯压力0.3MPa，鉴定结果为没有突出危险性。二、三盘区目前由重庆煤科院进行突出性鉴定。矿井瓦斯治理技术方案回采面瓦斯治理先后分别采用风排、尾排、引排、上隅角插管抽采、采空区埋管抽采、本煤层预抽、高位钻孔抽采、回风隅角增压、井下移动抽放泵站抽采等多种方法。目前将形成地面高、低压抽采系统。掘进面瓦斯治理技术方案掘进开口前，从大巷用千米定向钻机施工走向顺层千米钻孔超前预抽，掘进时“有掘必探”，利用探放水钻孔进行抽采，减少掘进期间瓦斯涌出量。掘进采用双巷或多巷施工，配备245KW局部通风机和800mm风筒供风，采用风筒接口器进行连
6、接。每隔75m施工1个联巷，随着联巷的封闭，形成了全风压与局部通风相结合的通风系统。掘进工作面均实现了“三专两闭锁”及双风机、双电源自动切换，基本杜绝了无计划停电停风现象；风筒之间全部，提高了风筒连接质量。回采面瓦斯治理技术方案回采面必须提前2年以上形成备用面，然后在切眼和主回撤通道内施工走向顺层千米钻孔，对于回采面中部在胶运顺槽内施工倾向顺层上行钻孔进行预抽，保证回采前预抽时间不少于1.5年。回采过程中在预抽的同时，利用大管径、大流量抽采系统对采空区插管抽采；目前回采面采取三进二回“UL”型通风方式，配风量16002500 m/min。（1） +750标高以上的工作面采取两进一回“U”型通风
7、方式，工作面配风量1600 m3/min，回风流瓦斯浓度0.2%左右，回风隅角瓦斯浓度为0.3左右，工作面瓦斯涌出量3m3/min左右。通风系统如下图所示（2）+650+750标高之间，采取预抽、采空区抽采和风排治理瓦斯。通风方式为三进二回“UL”型，工作面配风量1600m3/min，通风系统如下图所示（3）+650标高以下的工作面采取走向顺层千米钻孔和倾向顺层上行钻孔预抽、采空区抽采、风排治理瓦斯，通风方式为三进二回“UL”型，工作面配风量16002500 m/min。通风系统如下图所示预抽钻孔布置方式 先采用千米定向钻机在切眼、通道或盘区大巷施工顺层千米钻孔然后利用常规钻机在顺槽施工顺层平
8、行短钻孔。 采空区瓦斯治理技术方案：封堵采空区联巷密闭：两道0.75m砖墙，中间夹1m充填层（黄土、罗克休），外喷10cm厚砂浆 ；采空区永久密闭：两道75cm砖墙，中间夹3.5m充填层（黄土、罗克休），外喷10cm厚砂浆。封堵 1.采空区联巷密闭：两道0.75m砖墙，中间夹1m充填层（黄土、罗克休），外喷10cm厚砂浆 。 2.采空区永久密闭：两道75cm砖墙，中间夹3.5m充填层（黄土、罗克休），外喷10cm厚砂浆。 抽放 1.利用永久密闭上的联通管与现有的瓦斯泵连接进行抽采。 2.敷设瓦斯抽放管路回风隅角进行抽采。 其他1.回风隅角及时退锚索，不能退的在锚索头上抹黄油。 2.两帮的金属网
9、每30米剪断。 3.撒布10cm厚的岩粉。 通过对矿井瓦斯的综合治理，回采面采前平均预抽率达18%，回采期间抽采率达50%以上，矿井瓦斯抽采率为45.2%，实现了矿井生产过程中瓦斯不超限的目标。建立地面永久高、低负压抽采系统2012年建成北部区560 m3/min和900 m3/min的高、低负压抽采系统，南部区900 m3/min和 1400 m3/min的高、低负压抽采系统。优化钻孔参数，加大抽采力度增加2台钻机，在南北两部区利用定向千米钻机对8#煤深部区未采动的煤体施工钻孔提前预抽，以降低采掘前的瓦斯涌出量；对8#煤以下的煤层施工穿层钻孔提前预抽，为深部区开拓开采提前卸压。利用常规短钻机
10、对掘进巷道施工钻孔进行边掘边抽，采取密间距、大孔径、高负压、严封孔、长期抽、全覆盖措施提高煤层抽出率，保证回采面采前预抽时间不低于2年。高位走向钻孔治理回风隅角瓦斯在工作面回顺钻窝内利用定向千米钻机施工不同层位、不同长度、不同数量的高位走向钻孔，确定合理布孔参数进行高位抽采。健全瓦斯抽采在线监测系统在现有瓦斯抽采泵站安全监控的基础上，加大监控布点范围，对瓦斯抽采支管、钻场及钻孔的浓度、压力、流量等各种抽采参数实时在线监控，及时监控瓦斯抽采系统运行状况，确保抽采系统可靠、有效运行。进一步研究测定瓦斯基本参数，为深部区瓦斯治理提供科学依据。三、需要解决的技术问题1目前回采面均为“三进两回”巷道布置
11、，上一采面“三进”是工作面回采后保留两条作为下一采面的双回风巷，其中在二号回风巷敷设瓦斯抽采管路对下一采面进行采空区插管抽采。问题：“三进”巷道布置准备时间长、工程量大、煤柱损失多（一、二号回顺间煤柱12m）。在能保证有效治理回风隅角瓦斯的情况下，除采用内错尾巷、高抽巷外，如何更好的优化巷道布置？2.回采面回风隅角尽管采取退锚索等措施，但三角区域的顶板有时也不能随采随冒，形成瓦斯积聚空间，一旦周期来压采空区顶板大面积垮落，使瓦斯瞬间涌出，容易造成回风隅角瓦斯浓度增大，达1.0%1.5%。 问题：在高产高效条件下，如何采取更有效的措施预防周期来压顶板垮落时回风隅角瓦斯浓度瞬间增大？3.目前开采区域内煤层瓦斯含量最大在4m3/t左右，工作面及回风流瓦斯浓度在0.2-0.3%之间，尽管采用二号回风巷敷设瓦斯抽采管路治理回风隅角瓦斯，当煤机割到距机尾50米左右，回风隅角瓦斯浓度有时也出现偏高现象，达到1%左右。问题：在高产高效条件下，如何采取有效措施治理此种情况下的瓦斯偏高现象？ 1
