五阳煤矿大直径钻孔抽采上隅角瓦斯技术及应用下载

PIPI_333 2020-04-20 08:49:50

在五阳煤矿7609综采工作面回风侧邻近巷道向回风巷上隅角施工大直径钻孔,用于抽采上隅角及采空区瓦斯,从而改变上隅角风流场,降低上隅角瓦斯浓度,从本质上杜绝上隅角瓦斯超限,实现综采工作面安全高效生产。
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在五阳煤矿7609综采工作面回风侧邻近巷道向回风巷上隅角施工大直径钻孔,用于抽采上隅角及采空区瓦斯,从而改变上隅角风流场,降低上隅角瓦斯浓度,从本质上杜绝上隅角瓦斯超限,实现综采工作面安全高效生产。

为了降低U型通风采煤工作面上隅角瓦斯浓度，弥补高抽巷层位布置不合理造成的抽采量的不足，节省前期采用Y型通风进行沿空留巷的施工成本，提出了超大直径钻孔（550 mm）采空区瓦斯抽采技术。基于理论分析和现场分析试验，发现超大直径钻孔间距定为15 m或者20 m时抽采效果较为理想。现场应用实践表明：大直径钻孔抽采采空区瓦斯与普通采空区埋管抽采相比，抽采纯量提高了54.9%，抽采瓦斯体积分数提高了1.33倍。和沿空留巷“偏Y型通风”治理瓦斯相比，可使得回风流中的平均瓦斯体积分数降低12.7%，大幅节省了人员的投入。U型通风采煤工作面上隅角的瓦斯浓度得到有效控制，有效取代了上隅角埋管和沿空留巷，大幅提高了煤矿的生产效益。

小回沟煤矿属于高瓦斯矿井,主采03~#、2~#煤层,间距16 m左右,属于典型的近距离煤层群高瓦斯矿井,在开采03~#、2~#煤过程中邻近煤岩层瓦斯大量涌入开采空间,为了有效治理矿井采空区瓦斯及上隅角瓦斯超限的难题,针对目前采空区埋管抽采瓦斯存在的流量小、浓度低,不易管理的特点,设计采用采空区大直径管孔抽采采空区瓦斯的技术方案。结果表明:合理的抽采钻孔直径、抽采钻孔间距参数,可以为小回沟煤矿瓦斯治理提供理论及技术支撑。

针对常规顶板高位钻孔因钻孔方位及倾角无法控制而难以钻进至设计层位，且有效抽采孔段较短、易出现抽采盲区、抽采不连续等问题，以王家岭煤矿上隅角瓦斯治理为研究背景，在20103综采工作面回风巷布置1组定向高位长钻孔与4组常规高位钻孔进行瓦斯抽采，对比分析了这2种高位钻孔的瓦斯抽采效果，结果表明：定向高位长钻孔有效抽采孔段长，抽采盲区少，能实现连续抽采；定向高位长钻孔单孔平均瓦斯抽采纯量为2.11m3/min，最大可达2.9 m3/min，与常规高位钻孔相比平均瓦斯抽采纯量提高了约2.77倍，工作面瓦斯抽采率提高了近2倍，有效抽采时间提高了约3.15倍；仅接抽常规高位钻孔时上隅角瓦斯体积分数为1.0%以上，仅接抽定向高位长钻孔时降至0.6%以下，表明定向高位长钻孔治理工作面上隅角瓦斯具有明显优势。

为了研究高位定向长钻孔在上隅角瓦斯治理中的效果,利用定向钻机装备在唐口煤矿进行了煤层顶板定向长钻孔施工和瓦斯抽采效果检验,结果表明:高位定向钻孔最大深度达到606 m,钻孔有效孔段占比超过80%,较普通高位钻孔降低直接辅助工程量达60%以上,降本效果显著。另外,定向高位钻孔比普通高位钻孔的瓦斯抽采浓度提高1倍,抽采纯量提高60%以上,有效降低了上隅角和回风流中瓦斯的浓度,增效明显。

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