瓦斯抽放技術論文

瓦斯抽放技術論文

　　煤礦瓦斯在全世界得到了廣泛利用和認可，煤礦瓦斯是一種清潔能源和特殊資源，主要是生活瓦斯和工業(yè)瓦斯利用，它的有效利用能夠給企業(yè)和國家?guī)砀嗟慕?jīng)濟效益。下面是由學習啦小編整理的瓦斯抽放技術論文，謝謝你的閱讀。

　　瓦斯抽放技術論文篇一

　　煤礦瓦斯抽放技術應用分析

　　摘 要：煤礦瓦斯治理有多種方法，例如本煤層抽放、采空區(qū)抽放、高位鉆孔抽放、專用瓦斯巷抽放等治理方法，可提高工作面煤層開采的安全性，并取得顯著的效益。本文結合工程實例介紹了高位鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯的技術應用，并對上隅角埋管抽放瓦斯的方法進行了分析。

　　關鍵詞：煤礦;瓦斯;抽放技術

　　中圖分類號： X752 文獻標識碼： A 文章編號：

　　0 引言

　　隨著開采深度和強度的增加，有些低瓦斯礦井也出現(xiàn)了高瓦斯區(qū)域。以前完全依靠增大風量來沖淡瓦斯，后來逐步采用少量單一的抽放瓦斯方式，配合通風稀釋來解決瓦斯超限問題。進入21世紀以來，我國的高瓦斯礦井和瓦斯突出礦井進一步增多，為了遏制煤礦重大瓦斯事故的發(fā)生，國家相關部門非常重視，增加了資金投入，科研工作也深入開展起來;許多先進技術應運而生，如礦井高位鉆孔采空區(qū)抽放技術在煤礦得到了廣泛的應用。

　　1 概況

　　某煤礦生產(chǎn)礦井屬于低瓦斯礦井。該工作面地層走向近似南北，傾向東，傾角22°～38°，平均32°。工作面傾斜長度150m，走向長度1000 m。該工作面采用綜合機械化輕型放頂煤采煤工藝，采放比1：1。后退式回采，U型通風，全部垮落法處理采空區(qū)。最高絕對瓦斯涌出量12m3/min，平均絕對瓦斯涌出量77m3/min。該工作面主要瓦斯涌出形式為，工作面機組割煤時釋放瓦斯和放頂煤釋放瓦斯。放頂煤釋放的瓦斯積聚在老空區(qū)溢入上隅角。所以在未抽放瓦斯前工作面上隅角瓦斯?jié)舛冉?jīng)常處于超限狀態(tài)。該工作面風量達到1300m3/min，仍然不能解決上隅角瓦斯超限問題。

　　2 瓦斯抽放技術

　　2.1 抽放系統(tǒng)

　　2.1.1 抽放泵及管路

　　抽放泵型號為2BE1 353-0礦用移動式瓦斯抽放泵，最大抽放量為60 m3/min，供水壓力為0.1～1.0MPa。2臺泵運轉，1臺泵備用。

　　主管路采用225 mm聚乙烯瓦斯抽放管路，法蘭盤連接。在工作面上順槽敷設兩趟225 mm聚乙烯管做為抽放支管，一趟抽放高位鉆孔，另一趟抽放上隅角瓦斯。高位抽放孔口分支抽放管路采用51 mm高壓膠管，用高壓快速接頭連接。

　　2.1.2 其它設備

　　(1)低洼處安設放水器，或每300 m安裝一臺放水器，保證抽放管路暢通;(2)進氣側管路安裝過濾裝置，防止雜物進入泵體損壞抽放泵;(3)采用瓦斯抽放監(jiān)測系統(tǒng)對抽放參數(shù)進行監(jiān)測，并接入礦井安全監(jiān)控系統(tǒng);(4)2臺JCZ70瓦斯抽放綜合參數(shù)測定儀測定抽放參數(shù);(5)ZDY600S(MK-4)型煤礦用全液壓坑道鉆機2臺。

　　2.2 高位鉆孔抽放采空區(qū)

　　煤層開采后，在上覆巖層中形成兩類裂隙。一類是離層裂隙，是指隨巖層下沉在不同巖性地層之間出現(xiàn)的沿層面裂隙，它是由于各個巖層之間不同巖性、厚度所導致的巖層之間下沉不同步而造成的;另一類是豎向破斷裂隙，是指隨巖層下沉破斷形成的穿層裂隙，它是由于巖層受拉剪作用超過其強度造成的。另外根據(jù)煤層的上覆巖層垮落破斷的程度不同，在垂直方向上劃分為三帶：冒落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶。裂隙帶是介于冒落帶和彎曲下沉帶之間的承上啟下巖層，裂隙帶中破斷巖層塊呈現(xiàn)整齊排列，碎脹系數(shù)較小，裂隙縱橫交錯。由于瓦斯密度為0.7168 kg/m3，比空氣的密度(1.293kg/m3)小得多，因此工作面涌出的部分瓦斯上浮運移到裂隙帶，并隨著頂板的垮落進入采空區(qū)及上隅角，從而造成工作面上隅角瓦斯增大。采用高位鉆孔，將采空區(qū)瓦斯抽排到總回風巷可以降低上隅角瓦斯?jié)舛取?/p>

　　2.2.1 鉆場布置

　　鉆場布置在上順槽，由下幫開口破頂施工。鉆場規(guī)格：長×寬×高=5.6 m×4.2 m×2.6 m。鉆場采用錨桿+金屬網(wǎng)支護。每隔60～80 m一個鉆場，鉆孔深80～100 m，壓茬20 m。

　　布置鉆場與在巷道內(nèi)直接打鉆相比解決了以下問題：

　　(1)頂板支護密度過高，選擇開孔點難，所以每個鉆場只能打3個鉆孔;(2)開孔需用巖心管過支護區(qū)，鉆進速度慢，每班鉆進5 m;③ 由于巷道頂板有錨桿、錨索孔、頂板變形封孔不嚴;④ 鉆進時經(jīng)常出現(xiàn)塌孔;(3)采區(qū)做超前支護時鉸接頂梁把封孔管壓壞;⑥ 鉆機支在巷道內(nèi)，沒有人行道，造成安全通道不暢通，行人、運料困難。

　　2.2.2 鉆孔布置

　　工作面上端頭20 m范圍內(nèi)留有低三角煤 ，采高2 m，根據(jù)頂板垮落高度為4～8倍采高的規(guī)律，采空區(qū)頂板垮落高度最高達16 m。每個鉆場內(nèi)打2排共9個孔，呈扇形分布，1號孔位于工作面上端頭，距煤層頂板高度15 m。2號孔順工作面傾斜方向距1號孔5 m，距煤層頂板高度15 m。3、4、5號孔依次相距5 m，距煤層頂板高度15 m。6、7、8、9號鉆孔距煤層頂板高度10 m，6號方位與1號相同，7、8、9號依次相距5 m。鉆孔直徑89mm、110 mm。在頂板條件好的情況下盡量布置大直徑鉆孔。鉆孔布置如圖1、2所示：

　　圖1鉆孔平面布置示意

　　圖2 鉆孔終孔點位置示意

　　2.2.3 封孔工藝

　　封孔采用雙抗管，管長10m，篩孔管2m，封孔長度8 m，馬林散液封孔。連接支管采用51高壓膠管或3寸埋線管。用特殊節(jié)連接封孔管與支管。特殊節(jié)的一頭為絲口跟封孔管連接，一頭為高壓快速接口跟高壓膠管連接。

　　2.2.4 抽放效果

　　單孔流量達到3 m3/min，平均濃度6.64% ，抽放純量1.8 m3/min。實施高位抽放后，工作面上端頭支架處瓦斯?jié)舛扔?%下降到0.6%。上隅角瓦斯?jié)舛扔?%下降到1%。

　　2.3 上隅角埋管抽放

　　由于該工作面上順槽采用錨桿+錨索+金屬盤條網(wǎng)+梯子梁支護。支護強度大，在巷道進入采空區(qū)后不能充分垮落，在上順槽的位置形成約2×10 m2的控頂區(qū)。采空區(qū)的瓦斯順著這個控頂區(qū)進入上隅角，使上隅角瓦斯?jié)舛炔荒芙档?%以下。在采取了退錨措施后頂板仍不能充分垮落。所以采用上隅角埋管抽放解決問題。

　　2.3.1 抽放方法

　　由單獨的抽放泵并單獨敷設一趟6寸管路對該工作面上隅角進行埋管抽放。制作1m長，直徑4寸的篩孔管，作為立管抽放器。每隔10m安裝一個立管抽放器。隨著工作面的推進，立管被留在采空區(qū)內(nèi)，控頂區(qū)的瓦斯被立管抽放器收集到主抽放管路中經(jīng)氣水分離器排到總回風中。在上隅角埋管抽放中，進入采空區(qū)的管路和立管抽放器將被埋入采空區(qū)內(nèi)不能回收。

　　2.3.2 抽放效果

　　管道流量30 m3/min，濃度1.0%，抽放純量0.3 m3/min。實施上隅角埋管抽放后，上隅角瓦斯?jié)舛确€(wěn)定控制在0.7%以下。

　　3 結束語

　　隨著開采深度的增加和年產(chǎn)量的不斷提高,煤礦對瓦斯的治理工作將更加困難, 單靠以前的增加風量的辦法解決瓦斯問題已經(jīng)不可能了, 因此有效地利用瓦斯抽放技術實施采掘工作面的瓦斯抽放勢在必行。

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