彬长矿区高瓦斯煤层综采工作面瓦斯综合防治技术研究
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摘要
我国煤矿瓦斯事故频发,严重威胁煤矿安全生产与可持续性发展,因此对高瓦斯矿井进行合理有效的瓦斯抽采方法显得尤为重要。本文根据大佛寺40104工作面大采高、大产量、瓦斯涌出量大的特点,对综放工作面开展了瓦斯综合防治技术研究,为今后瓦斯治理提供理论依据。
本文根据彬长矿区大佛寺煤矿煤层赋存及工作面概况,分析了工作面瓦斯来源构成及所占比例。得出工作面瓦斯涌出来源主要为落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出及采空区瓦斯涌出。通过对工作面瓦斯涌出量的预测,得出工作面达产时瓦斯涌出总量为88.78m3/min。结合彬长矿区大佛寺煤矿综放工作面特点,采取了综合瓦斯治理的方法,该方法主要包括上隅角插管抽放、工作面预抽及边采边抽、采后卸压瓦斯抽放、高位瓦斯抽巷抽放等,对其瓦斯投放工艺、及抽放瓦斯钻孔的施工进行了研究。分析了综放工作面上隅角插管抽放、工作面预抽及边采边抽、采后卸压瓦斯抽放、高位瓦斯抽巷抽放效果。
通过现场数据分析,得出工作面抽放率为73.2%,矿井的瓦斯抽放量为84.59m3/min,矿井的瓦斯抽放率为54.4%,在原来的基础之上提高了近10%。达到了较好的治理效果,确保了工作面的安全高效回采,取得了良好的经济效益和社会效益。
Mine gas accidents is repeated in China, which is a serious threat to coal mine production safety and sustainable development, therefore, gas extraction reasonablely and efficiently is very important to high-gas coal mine. According to the characteristics of large mining height、high output、and the large amount of coal gas emission in 40104 working face, studied gas comprehensive prevention technology to fully mechanized coal caving face in Dafo temple mine.
According to coal gas’storage and face profile of Dafo temple mine in Binchang mining area, analyzed the gas sources and its percentage composition of the face. Found that gas emission source mainly comes from dropping coal gas emission, coal wall gas emission and mine goaf gas emission. Through the forecast to gas emission of the working face, comes out that the total gas emission is 88.78m3/min when the face up to capacity. Combined with the characteristics of the fully mechanized coal caving face, adopted a comprehensive gas control method. The method mainly includes upper corner tube drainage、face pre-pumping and draining while mining、postharvest relief gas drainage、high gas roadway drainage etc., studied its gas delivery process and gas drainage boreholes’construction. Analyzed the effect of upper corner tube drainage、face pre-pumping and draining while mining、postharvest relief gas drainage、high gas roadway drainage of Dafo temple mine in in Binchang mining area.
Through analysis of field data, got that face drainage rate was 73.2%、the volume of mine gas drainage is 84.59m3/min、mine gas drainage rate was 54.4%, increased nearly 10% from the original basis. Reached a better control effect, ensured the safe and efficient stoping of the face, Achieved good economic and social benefits.
本文根据彬长矿区大佛寺煤矿煤层赋存及工作面概况,分析了工作面瓦斯来源构成及所占比例。得出工作面瓦斯涌出来源主要为落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出及采空区瓦斯涌出。通过对工作面瓦斯涌出量的预测,得出工作面达产时瓦斯涌出总量为88.78m3/min。结合彬长矿区大佛寺煤矿综放工作面特点,采取了综合瓦斯治理的方法,该方法主要包括上隅角插管抽放、工作面预抽及边采边抽、采后卸压瓦斯抽放、高位瓦斯抽巷抽放等,对其瓦斯投放工艺、及抽放瓦斯钻孔的施工进行了研究。分析了综放工作面上隅角插管抽放、工作面预抽及边采边抽、采后卸压瓦斯抽放、高位瓦斯抽巷抽放效果。
通过现场数据分析,得出工作面抽放率为73.2%,矿井的瓦斯抽放量为84.59m3/min,矿井的瓦斯抽放率为54.4%,在原来的基础之上提高了近10%。达到了较好的治理效果,确保了工作面的安全高效回采,取得了良好的经济效益和社会效益。
Mine gas accidents is repeated in China, which is a serious threat to coal mine production safety and sustainable development, therefore, gas extraction reasonablely and efficiently is very important to high-gas coal mine. According to the characteristics of large mining height、high output、and the large amount of coal gas emission in 40104 working face, studied gas comprehensive prevention technology to fully mechanized coal caving face in Dafo temple mine.
According to coal gas’storage and face profile of Dafo temple mine in Binchang mining area, analyzed the gas sources and its percentage composition of the face. Found that gas emission source mainly comes from dropping coal gas emission, coal wall gas emission and mine goaf gas emission. Through the forecast to gas emission of the working face, comes out that the total gas emission is 88.78m3/min when the face up to capacity. Combined with the characteristics of the fully mechanized coal caving face, adopted a comprehensive gas control method. The method mainly includes upper corner tube drainage、face pre-pumping and draining while mining、postharvest relief gas drainage、high gas roadway drainage etc., studied its gas delivery process and gas drainage boreholes’construction. Analyzed the effect of upper corner tube drainage、face pre-pumping and draining while mining、postharvest relief gas drainage、high gas roadway drainage of Dafo temple mine in in Binchang mining area.
Through analysis of field data, got that face drainage rate was 73.2%、the volume of mine gas drainage is 84.59m3/min、mine gas drainage rate was 54.4%, increased nearly 10% from the original basis. Reached a better control effect, ensured the safe and efficient stoping of the face, Achieved good economic and social benefits.
引文
[1]俞启香.矿井瓦斯防治.徐州:中国矿业大学出版社,1992
[2]林柏泉,张建国.矿井瓦斯抽放理论与技术.徐州:中国矿业大学出版社,1996
[3] Nilson R.H,Gas-driven Fracture Propagation.J Appl mech,1981,48(4).
[4] Nilson R.H,ProfferW,J,Duff R.E,Modolling of Gasdriven Fracture induced by Proellant Combustion within a borehole,Int J Rock Mech Min Sci&Geomech Abstr. 1985,22(1).
[5] Nilson R.H,,An Integral Method for Predicting Hydraulic Fracture Propagation Driven by gases or Liquids,int.J.Num.Anal. Methods Geomech,1986,Vol 10
[6] Chris Harvey.History of Outbursts in Australia and Current Management Controls.2002 Coal Operators’Conference.Illawarra:The Australasian Institute Of Mining and Metallurgy,2002:36-46.(in Australian)
[7] R.D.Lama,Ph.D.,D.Sc.Kembla Coal&Coke Pty.Ltd.Symposium on Management and Control of High Gas Emissions and Outbursts in Underground Coal Mines. Wollongong,NSW,Australia:Australian Coal Association Research program C3079,3,1995.(in Australian)
[8] J.Bodziony,R.D.Lama.Outbursting Scoping Study[M].Australian Coal Assciation ResearchProgram C4034,1996,4.(in Australian)
[9]程远平,俞启香.煤层群煤与瓦斯安全高效共采体系及应用.中国矿业大学学报,2003,32(5):472-475
[10]郑志伟.利用底板岩石钻孔抽采下邻近层卸压瓦斯.矿业安全与环保. 2010, No2
[11]何吉春.邻近层卸压瓦斯的涌出与治理[J].煤矿安全, 2005,(06) .
[12]王君. 43001采煤工作面上邻近层穿层钻孔瓦斯抽放[J].科技资讯, 2007,(21) .
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[14]马晨晓,陶建国,杨欣成.上邻近层瓦斯抽放钻孔参数设计探讨[J].焦作大学学报, 2003,(01) .
[15]梁铜柱,张会生.倾斜高抽巷抽放上邻近层瓦斯的实践[J].矿业安全与环保, 2003,(01) .
[16]卢晓勇.煤层群首采工作面瓦斯治理技术[J].矿业安全与环保, 2005,(03) .
[17]梁运培,胡千庭,张军.谢桥矿采空区瓦斯流动规律的研究[J].矿业安全与环保, 2006,(06) .
[18]周丕昌,刘万伦.高位钻场钻孔在汪家寨煤矿回采工作面瓦斯治理中的应用[J].矿业安全与环保, 2007,(S1) .
[19]李树刚,张伟,邹银先,林海飞,徐红.综放采空区瓦斯渗流规律数值模拟研究[J].矿业安全与环保, 2008,(02) .
[20]张志刚,郑志伟,文光才,孙东玲.顺煤层平行钻孔抽采瓦斯合理布孔参数的确定方法[J].矿业安全与环保, 2008,(04) .
[21]胡千庭.煤矿瓦斯抽采与瓦斯灾害防治[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2007.
[22]刘建中,赵保平,孔祥义,王崇勋.高位钻孔配合埋管抽放治理采面上隅角瓦斯.煤炭科学技术.2010,Vol.38,No.2
[23]蔡学斌,张文永,郭鸿.顶板定向钻孔抽放技术在综采工作面上的应用[A].中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C], 2008 .
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[36]袁亮.复杂特困条件下煤层群瓦斯抽放技术研究.煤炭科学技术,2003,31(11)
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[39]赵青云等.高瓦斯工作面的瓦斯抽放技术.矿业安全与环保,2000年第1期
[40]张从力等.上隅角瓦斯分布规律与自动引排技术研究.矿业安全与环保.2000年第2期
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