白羊嶺煤礦瓦斯抽采工藝的探索

龐登玉

（山西省國投昔陽能源有限責(zé)任公司，山西 昔陽 045300）

白羊嶺煤礦瓦斯抽采工藝的探索

龐登玉

（山西省國投昔陽能源有限責(zé)任公司，山西 昔陽 045300）

通過對白羊嶺煤礦瓦斯賦存及涌出情況分析，指出綜采工作面采用綜合抽采治理瓦斯的必要性，論述了工作面巷道布置改變后有效地防治了瓦斯突出，提出了白羊嶺煤礦瓦斯抽采的發(fā)展方向。

瓦斯賦存；瓦斯突出；煤（巖）專用排瓦斯巷；瓦斯抽采

1 礦井概況

白羊嶺煤礦井田南北走向長2.6 km～4.5 km，東西傾向?qū)?.1 km～4.0 km，面積12.5 km2。井田內(nèi)共查明資源儲量82.00 Mt，經(jīng)計算，礦井設(shè)計可采儲量為48.91Mt，礦井設(shè)計服務(wù)年限為40.3a。

2008年元月白羊嶺煤礦開始進行機械化升級改造，設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬t/a，原計劃2009年12月投入試運行。由于2009年6月9日井底水倉繞道發(fā)生煤與瓦斯突出，礦井改擴建工程轉(zhuǎn)入防突準(zhǔn)備和防突掘進，經(jīng)過不斷努力和積極準(zhǔn)備，礦井改擴建防突、瓦斯治理工程取得一定效果，其瓦斯治理、防突掘進已逐步走向正常，根據(jù)各類工程進展完成情況，計劃2010年10月礦井投入試生產(chǎn)運行。

2 礦井通風(fēng)概況

白羊嶺煤礦中央并列抽出式通風(fēng)系統(tǒng)，主立井、副立井進風(fēng)，1號回風(fēng)斜井，2號回風(fēng)斜井回風(fēng)，井口安裝有兩臺對旋式節(jié)能軸流通風(fēng)機，現(xiàn)工作風(fēng)機型號為FBCDZO28,備用風(fēng)機型號為FBCDZO28，功率為2×355 kW，礦井總進風(fēng)量為8648 m3/min，總回風(fēng)量為8764m3/min，現(xiàn)礦井總進風(fēng)量為8956 m3/min，滿足生產(chǎn)需要。

3 瓦斯賦存及涌出規(guī)律

3.1 瓦斯賦存情況

根據(jù)礦井地質(zhì)資料、各煤層賦存情況及井田面積，白羊嶺煤礦礦井各煤層瓦斯儲量，如表1所示。

表1 白羊嶺煤礦礦井各煤層瓦斯儲量

3.2 瓦斯涌出情況

3.2.1 礦井瓦斯等級鑒定及瓦斯含量、瓦斯壓力、瓦斯涌出量情況

白羊嶺煤礦礦建期間絕對瓦斯涌出量為20.68 m3/min，二氧化碳絕對涌出量為3.15 m3/min，其中101回風(fēng)順槽掘進工作面瓦斯絕對涌出量為4.36 m3/min，大于3m3/min，為高瓦斯礦井。

白羊嶺煤礦礦井15號煤層瓦斯參數(shù)如下：煤層原始瓦斯壓力為0.92 MPa，煤層原始瓦斯含量為12.66m3/t，煤層透氣性系數(shù)為3.856m3/（MPa2·d）。

白羊嶺煤礦礦井12號煤瓦斯參數(shù)如下：煤層原始瓦斯壓力為0.55 MPa，煤層原始瓦斯含量為11.12m3/t，煤層透氣性系數(shù)為2.425m3/（MPa2·d）。

4 巷道布置改變前的瓦斯突出治理及采煤工作面瓦斯治理措施

白羊嶺首采工作面15101的巷道布置情況：通風(fēng)系統(tǒng)采用“一進兩回”即膠帶順槽-進風(fēng)，軌道順槽-回風(fēng)，專用回風(fēng)巷-排瓦斯，都是沿煤層布置。高抽巷非煤層頂板45m布置：主要抽采采空區(qū)及鄰近層的瓦斯。

4.1 采取掘進工作面的瓦斯防突出措施

在15101膠帶巷、軌道巷、專用回風(fēng)巷掘進時，執(zhí)行了先抽后掘的措施，在工作面及巷幫鉆場布置鉆孔，打120 m鉆孔，掘100 m巷道，每月掘進水平為80m～100m。一個掘進隊在兩個工作面倒的循環(huán)掘進。

打鉆時間為10d，抽采瓦斯時間為10d，掘進時間10 d。在打鉆過程中，經(jīng)常發(fā)生噴孔、抱鉆、頂鉆、夾鉆現(xiàn)象，最嚴(yán)重的一次噴孔，施工了一個40 m長φ113mm的鉆孔，噴出約45t煤渣。

4.2 采面工作面采取的瓦斯防突出措施

在15101膠帶巷、軌道巷兩幫沿工作面方向施巷本煤層抽采鉆孔，孔間距為1.5 m，孔徑為φ113 mm。

4.3 采面工作面瓦斯治理措施

利用專用回風(fēng)巷與軌道巷的前后兩個橫貫進行調(diào)整，處理上隅角瓦斯超限，工作面推過的橫貫及時封閉，利用高抽巷封閉后，通過抽采高抽巷內(nèi)的瓦斯，攔截上鄰近層瓦斯涌出采空區(qū)，見圖1。

圖1 采面工作面瓦斯治理措施

5 巷道布置改變后的瓦斯突出治理及采煤工作面瓦斯治理的措施

專用排瓦斯巷布置在煤層頂板上方7 m～10 m處，空間關(guān)系為內(nèi)錯式。首先先布置內(nèi)錯式專用排瓦斯巷，在內(nèi)錯式專用排瓦斯巷向軌道巷、膠帶巷所在的位置按防突規(guī)定要求施工鉆孔，提前抽采兩巷的瓦斯，然后開始掘進兩巷。這樣就避免了在煤體中直接施工鉆孔。在巖體中施工向下的穿煤層鉆孔的安全性有了一定的保障，同時也符合了煤礦安全規(guī)程第137條的規(guī)定，在進回巷系統(tǒng)之外布置專用排瓦斯巷。由于專用排瓦斯巷處于頂板上方，排瓦斯暢通，專用排瓦斯巷瓦斯一般在2%以下，安全生產(chǎn)也有了一定的保障。工作面巷道布置，見圖2。

圖2 工作面巷道布置

6 今后的發(fā)展方向

利用千米拐彎定向鉆機提前在巖體中向煤層中施工本煤層鉆孔，為掘進采面區(qū)域瓦斯防突治理打好基礎(chǔ)，這樣就提高了生產(chǎn)效率，真正實現(xiàn)先抽后掘，先抽后采，區(qū)域防突措施先行，局部防突措施補充的原則，見圖3。

圖3 工作面防突示意圖

利用千米定拐彎位鉆機，在回風(fēng)順槽頂板上方施工鄰近層高位抽放孔，鉆機開孔后抬高7 m～10 m，然后拐彎水平施工600 m～800 m的鉆孔，布置5個～8個高位鉆孔，抽采工作面采空區(qū)冒落帶內(nèi)的瓦斯，從而解決工作面及上隅角的瓦斯。見圖4。

圖4 高位層抽放孔示意圖

利用千米定拐彎位鉆機，在綜采工作面的保護煤柱處，平行工作面走向施工鄰近層抽采孔，鉆機開孔后抬高30 m～40 m，然后拐彎向工作面打600 m～800 m的鉆孔，每個工作面布置8個～10個孔，抽采工作面采空區(qū)、裂隙帶內(nèi)的瓦斯，從而降低工作面、回風(fēng)流、上隅角的瓦斯，利用工作面長鉆孔能大幅度提高鉆孔的使用率，見圖5。

圖5 平行工作面抽采孔示意圖

若千米長鉆孔實際抽放效果明顯，逐步試驗取消巖層專用排瓦斯巷及高抽巷。實現(xiàn)理想的“U”型通風(fēng)方式，最大限度的降低生產(chǎn)成本。

Exploration of Gas Extraction Techniques in Baiyangling Mine

PANG Deng-yu
(Shanxi State Development and Investment Corp.Xiyang Energy Co.,Xiyang Shanxi 045300)

By the analysis of gas occurrence and emission in Baiyangling mine,the paper points out the necessity of gas control in fully-mechanized working face.The distribution change of working face roadways effectively prevented the gas outburst.The gas extraction development direction of the mine was determined.

gas occurrence;gas outburst;gas lane reserved for coal/rock;gas extraction

TD712+.6

A

1672-5050（2010）10-0049-03

2010-08-16

龐登玉（1970—），男，山西大同人，大專，工程師，從事通風(fēng)瓦斯治理工作。

劉新光