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1、加强瓦斯抽放是实现矿井高产高效及安全生产的必由之路阳泉煤业（集团）有限责任公司阳泉煤业（集团）有限责任公司于 1997 年由阳泉矿务 局（成立于 1950 年）改制而成，是具有五十年历史的老矿 区，目前为全国最大的无烟煤生产加工企业，位居中国 500 强之列。建企五十多年来，公司历届领导和广大员工始终把 治理瓦斯摆在安全生产“重中之重”的位置，牢固树立“安全第 一、瓦斯为天”的思想，把搞好“一通三防”工作作为工作的重 中之重，认真落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二 字方针，形成了集通风、抽放、监测为一体的通风瓦斯管理 体系，建立了一整套行之有效的规章制度，走出了一条在高 瓦斯矿井实现安
2、全生产高产、高效的路子。 一、阳煤集团生产概况：阳煤集团公司目前有 9 矿 13 对矿井，其中 10 对生产 矿井，煤与瓦斯突出矿井 4 对、高瓦斯矿井 5 对，低瓦斯 矿井 1 对。主采煤层 3#、12#、15# ，部分可采煤层 6#、 8# 、 9# ，单一煤层采用综采，厚煤层采用综采放顶煤的回 采方法，综合机械化程度 100% 。全公司绝对瓦斯涌出量高达 1386.9m 3/min ，相对瓦斯涌出量平均为 22.07m 3/t。风排瓦斯量 660.45 m 3/min，抽放量726.45 m 3/min 。公司从 1974 年开始装备瓦斯监测系统经过多年改造， 初步形成了多功能瓦斯监测系
3、统，同时我们实现了二级断电 的后备保障技术。 2003 年实现了矿、 集团公司、 省局三级瓦 斯监测联网。二、矿井瓦斯抽采： 为了适应综采和综采放顶煤高产高效采煤工艺的发展 几十年来， 我公司研究发展并全面推广了多种邻近层瓦斯抽 放技术，先后采取了73 mm普通钻孔、加密钻孔、200大 直径钻孔等顶板穿层钻孔抽放， 顶板岩石倾斜、 走向和初采 伪倾斜高抽的巷道抽放。 通过采用上述抽放技术， 钻孔抽放 回采面邻近层瓦斯抽出率可达 80%以上，巷道瓦斯抽出率 可达90%以上。为了保证抽放效果，公司每年施工73 m钻孔1400m、200 m钻孔22000m、抽放用顶板专用岩石 巷道 15000m 以
4、上。瓦斯抽放系统经过多年努力，我公司 井下瓦斯抽放管路系统正在形成“密钻孔、 大直径、 高抽巷、 大管路”的抽放格局。目前，公司所有生产矿井全部建立了 瓦斯抽放系统， 全公司共建地面瓦斯抽放泵站 8 座，井下移 动泵站 5 个，总装机容量 6905KW ，单机运行时的最大抽 放能力达 2954m 3/分以上。共敷设抽放系统管路150 千米；截止2006年底，全公司已累计抽放瓦斯41.55亿m3，仅2006年就达到3.76亿m3,瓦斯抽放量占到矿井总涌出量的 52.38% 。（一）、矿区煤层赋存情况矿区共含煤 16 层，其中主采煤层 3#、12# 、15# ，局部 可采煤层 6#、8# 、9#
5、，煤层倾角一般为 510 度。（具体煤 层赋存情况见图一）各煤层均富含瓦斯，瓦斯含量在4.2m 3/t21.73m 3/t之间， 瓦斯压力在 0.05 2.3MPa 之间。所采煤层的透气性 能很低，3#煤层的透气系数仅为 0.017m 2/MPa 2 d ,百米钻 孔自然瓦斯涌出量 0.004m 3/min （ .50L号煤砂倉、龍岩2号煤秒岩、泥岩3兮煤松融IB岩4身煤泥岩5号煤砂岩、泥岩 6号煤砂岩、泥穆 昌号煤 蕊占号煤砂岩、砂质泥岩9号煤秒岩、砂质泥岩 石灰岩门号煤叫、砂质泥岩lEZZZZZ 砂岩】泥岩云莎 13号煤砂质泥窘、泥岩、 砂岩.石灰？：15号煤泥岩、细砂岩16号煤图一 阳泉
6、矿区煤系地层综合地质柱状图 键是顶板穿层钻孔终孔的空间位置应处在采后破坏裂隙带 的边缘。在有隔离煤柱开采的工作面打钻时，钻孔仰角受煤 柱宽度和上邻近层高度的限制，钻孔下部还不能受到冒落带 的破坏，一般要求钻孔出煤柱伸向工作面高度距开采层不小 于10m。钻孔打完封孔后在专用瓦斯排放巷接380mm 瓦斯管路与地面抽放系统相连，也可接井下移动抽放系统进行 瓦斯抽放。为避免抽放钻孔中的泥岩遇水膨胀造成堵孔，一 般在泥岩层部位用套管进行加固，并且在套管壁均匀打孔， 使其既能加固钻孔壁又能使县衙瓦斯通过，阻止泥岩堵塞钻 孔，造成钻孔不起作用。我公司从 1957 年就开始进行上邻近层瓦斯抽放试验以 来，在
7、3# 、6# 、 8# 、9# 、 1 2#煤层都进行了大规模的试验和 推广应用， 邻近层瓦斯抽出率达到 6070% 以上。 我们现在 应用的瓦斯抽放钻孔深度 60 米，间距不大于 50 米，仰角 35 -55 ，孔径0200mm，在距切巷 20米范围内要布置 1 2 对初采高低孔以解决工作面初采期间的瓦斯涌出，由于 大直径（0 200mm ）钻机的应用，并且大直径（0 200mm ） 抽放钻孔的抽放效果已接近岩石高抽巷的抽放效果且成本 较低廉，施工工期短，近几年已进行了普遍应用，经试验分 析对比，大直径（0 200mm ）抽放钻孔抽放上邻近层的抽放 瓦斯效果好、费用低，完全可以取代密集小直径
8、钻孔，在钻 孔布置参数合理的情况下也可取代顶板岩石走向高抽巷。现 在73mm的钻孔在我公司已经应用很少了。如图：图二图二钻孔布置图2 ）、顶板岩石走向高抽巷抽放方式：根据煤层赋存情况，15#煤层平均厚度在 6米以上，从 采区回风巷开口，在工作面顶板预计裂隙带内先沿回采工作 面走向打一条贯穿工作面走向的专用抽放瓦斯巷道。巷道垂 距一般应处在等拌顶板裂隙带的中上部即65米左右，高抽巷的水平投影距回风巷一般为60米，高抽巷的抽出率在 8090%，最大抽放量可达80m3/min以上，一般在40 60m 3/min之间。走向高抽巷初次抽出瓦斯一般在工作面回采 到距切巷28米左右，大量抽出瓦斯在38米左右
9、，我们把顶 板走向高抽巷与后高抽巷贯通，利用走向高抽巷进行抽放来 解决工作面初采期间的瓦斯涌出，大大缩短了高抽巷初次抽 出瓦斯的距离，降低了工作面初采期间的瓦斯超限次数。女口图：图三顶板岩石走向高抽巷平面布置图图三3 ）布置初采伪倾斜高抽巷解决综放面初采瓦斯采用一条小断面斜巷，将工作面上隅角与走向高抽巷尾 部连通，使初采期上邻近层瓦斯在高抽巷的抽放负压作用下即时排出。称该斜巷为：初采伪倾斜高抽巷。其关键是，要 布置在顶板初始冒落的边缘带上，使之随顶板的冒落自下而 上逐段报废，使抽放负压点随之上移，瓦斯抽放浓度逐渐升 高，直至顶板冒裂高度与高抽巷连通，渡过初采期。具体布 置见图四初采氐斯处弭菇图
10、四综采放顶煤工作面初采伪倾斜高抽巷布置图为了适应综采和综采放顶煤高产高效采煤工艺的发展， 几十年来，我公司研究发展并全面推广了多种邻近层瓦斯抽 放技术，先后采取了73mm普通钻孔、加密钻孔、200mm 大直径钻孔等顶板穿层钻孔抽放，顶板岩石倾斜、走向和中 低位后高抽的巷道抽放，目前正进行用200mm顶板岩石水平千米钻孔替代走向高抽巷的试验，以期在满足抽放要求前 提下，降低巷道成本。通过采用上述抽放技术，钻孔抽放回 采面邻近层瓦斯抽出率可达80% 以上，巷道抽放抽出率可达90%以上。为了保证抽放效果，公司每年施工73mm钻孔17500米、200mm 钻孔6000米、抽放巷道 5000米以上， 为
11、集团公司的高产高效起到了保障作用。钻孔抽放与走向高抽巷比较：钻孔抽放钻孔孔径较小， 抽放不连续，单个钻孔服务时间短，呈梯次依次进行。抽放 量较小，单孔抽放量平均为20m 3/min ，适用于产量不超过150 万吨的综采工作面。走向高抽巷断面一般在45m2，比钻孔断面大得多，并且是连续不断的进行抽放，服务时间 长，瓦斯抽放量较大，适用于厚煤层且产量在 400 万以上的 综放工作面应用。2 、本煤层瓦斯预抽方式： 根据国家关于煤矿“先抽后采、监测监控、以风定产”的 瓦斯治理十二字方针，为了大幅度降低瓦斯超限对安全生产 的威胁，集团公司决定对本煤层瓦斯实施强制预抽。所有 3# 、8#煤层的回采工作面
12、、五矿 420 水平 15#煤、石港 15#煤以 及开元 9# 煤层的回采工作面，均必须进行本煤层瓦斯预抽。 今后凡未按规定进新本煤层打钻预抽瓦斯的回采工作面一 律不得生产，不予验收。1 ）本煤层预抽布置方式：本煤层瓦斯预抽钻孔在回风 顺槽内与巷道垂直方向， 向工作面打钻， 孔径不小于 100mm ，布置方式分平行布置和扇形布置两种，平行布置按间距不大 于5米垂直于顺槽布置，选用单侧布孔时，钻孔深度小于采 长15 20米。若采用双侧布孔时，钻孔深度应大于工作面 采长（中部要重叠 15 20米）。如图五、图六专用排放瓦斯巷图五本煤层预抽钻孔单侧布置示意图进飘巷图六本煤层预抽钻孔双侧布置示意图2）
13、有突出危险的 3#煤层掘进工作面预抽钻孔采用向巷道两侧施工耳状钻场，在每个钻场内沿煤层向前（平行于巷道方向或内交方向）施工钻孔2 4个，钻孔深度一般为 5080米，钻场间距一般为 40 70米。对巷道两侧及前方煤 体进行抽放。如图七图七掘进预抽钻布置示意图3）本煤层瓦斯钻孔施工设备为保证本煤层瓦斯钻孔施工，我集团公司大量购置了德 国产EH1400、P75型号钻机，和煤科总院西安分院研制生 产了 ZDY4000L型履带钻机等设备。4 ）本煤层瓦斯抽放在生产采区建立永久移动泵站，在工作面专门增设一趟 瓦斯管路与本煤层瓦斯抽放钻孔连通，通过采用井下移动泵 利用高负压对瓦斯钻孔进行瓦斯预抽。总之，阳煤集团通过多年大规模的试验研究和探索，在 钻孔抽放上邻近层瓦斯成功的基础上，又创造性地试验并推 广了顶板岩石高抽巷抽放邻近层瓦斯技术和布置初采伪倾 斜高抽巷解决综放面初采瓦斯技术，取得了巨大的成功，顶 板穿层钻孔和顶板走向高抽巷抽放上邻近层瓦斯抽出率稳 定在 55%以上，密集钻孔抽放邻近层瓦斯抽出率最高可达 83% ，顶板走向高抽巷抽放邻近层瓦斯以达 90% 以上，彻底 解决了我集团公司高瓦斯矿井邻近层瓦斯涌出对高产高效 生产的制
