高位裂隙瓦斯抽放钻孔应用于2902综采工作面效果分析(原始).doc

高位裂隙瓦斯抽放钻孔应用于2902综采工作面效果分析 （河南煤业化工集团永煤公司城郊煤矿，河南永城 376600） 摘要：随着矿井开采深度逐渐进入二水平，根据矿井瓦斯地质报告及2902工作面回采期间瓦斯涌出情况,瓦斯严重制约了工作面的正常回采。为了保证工作面安全、高效的回采，经分析瓦斯涌出规律，采取了高位裂隙瓦斯抽放系统，杜绝瓦斯超限事故，达到治理瓦斯的目的,控制工作面的瓦斯浓度,确保瓦斯异常区工作面的安全生产。 关键词：瓦斯涌出 抽放设计 效果分析 1、工作面概况 2902综采工作面是河南永煤集团第三对大型现代化矿井城郊煤矿的二水平二2煤西为实体煤北为。倾斜长工作面总体为一单斜构造，°，里段较为平缓，煤层倾角°～7°，平均°，平均煤后为2.71m。从两情况看，工作面构造发育，断层条，落差最大m，最小m；F902-3、DF51断层附近煤层受深部应力作用及断层牵引影响，局部煤层变薄，对回采影响。煤层倾角°～7°，平均°，应该是影响瓦斯赋存的一个原因。 2.3煤的吸附特性影响 2902工作面为低灰分、特低硫、特低磷、高发热量优质无烟煤。应该说煤化程度越高，存储瓦斯的能力越强，在其他条件相同时，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量就越大。在同一煤田，煤吸附瓦斯的能力随煤的变质程度的提高而增大。 2.5水文地质影响 2902工作面水文地质条件简单，主要充水水源为二2煤层顶、底板砂岩水、L10灰岩水（6.1MPa）、L11灰岩水（5.8MPa），其中直接充水水源为二2煤层顶、底板砂岩裂隙水（Ⅱ3），富水性较好，间接充水水源为L11灰岩，上距二2煤底板53～58m，一般对正常生产不会产生大的影响，但是不利于瓦斯排放。 3生产现状 及措施、治理难度 3、 瓦斯抽放方法的选择 3.1 2902综采工作面瓦斯来源 回采工作面的瓦斯主要来源于采区瓦斯涌出、邻近层瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出。2902工作面的瓦斯主要源于采空区瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出以及煤壁瓦斯涌出。2902工作面采用上行通风，在采空区低风速层流区域内呈上浮特性，采空区高浓度瓦斯向回风隅角移动，故经常导致回风隅角瓦斯浓度较高。特别是随着工作面的推移，顶板周期来压时，采空区积聚的大量瓦斯涌出，易导致回风隅角及回风巷瓦斯超限。 3.2瓦斯参数的依据 根据中国矿业大学在二水平东翼胶带运输巷和九采区胶带集中巷里段1#、2#、3#孔测瓦斯含量，瓦斯压力测定结果，平均瓦斯含量按6.773m3/t计算。 表1 二水平东翼胶带大巷及九采区瓦斯含量及瓦斯压力测定结果 测点位置 孔号 瓦斯含量（m3/t） 瓦斯压力（MPa） 二水平东翼胶带运输巷和九采区胶带集中巷里段 1# 6.060 0.30 2# 6.600 0.33 3# 7.658 0.29 平均 6.773 0.31 根据地质勘探报告及中国矿业大学测试结果，城郊煤矿二2煤层瓦斯基本参数如下： 煤层原始瓦斯压力 0.29～MPa 煤层平均瓦斯含量 6.773 m3/t 平均残存瓦斯含量 2.13m3/t 煤的视密度 1.37t/m3 煤的挥发分 8.83％ 3.3抽放系统可行性 根据《有关规定，衡量未卸压的原始煤层瓦斯抽放可行性指标有：煤层透气性系数（λ），钻孔瓦斯流量衰减系数（α）。按λ、α判定本煤层瓦斯抽放可行性标准表。 抽放难易程度 钻孔瓦斯流量衰减系数 α（d-1） 煤层透气系数 λ（m2/MPa2·d） 容易抽放 0.003 10 可以抽放 0.003～0.05 10～0.1 较难抽放 0.05 0.1 根据中国矿业大学测试结果，城郊煤矿二2煤层透气性系数约为1.09 m2/MPa2·d，属于可以抽放煤层。 3.3抽放方法的确定 根据回采工作面上覆岩层的破坏和移动会形成“三带”，即跨落带、裂隙带和弯曲下沉带。在“竖三带”中，只有裂隙带内的岩层发生弯曲、变形，形成采动裂隙。适应于瓦斯以渗流的形式流动，是瓦斯积聚的空间，也是瓦斯流动的通道，具有透气性大，抽出量大，瓦斯浓度高的特点。决定在2902胶带顺槽敷设一趟抽放管，进行高位裂隙钻孔抽放。 图1：上覆岩层运动示意图 A-冒落带 B-裂隙带 C-缓沉带 施工钻具选用西安煤科院研制的ZDY3200S全液压坑道钻机。根据二2煤层顶板类型、以及矿井提供数据确定，钻孔终孔最佳层位位于二2煤层顶板20-25m处，即冒落带上部，裂隙带下部。终孔点距采面回风巷的距离，按岩石卸压角计算和巷道卸压圈范围确定终孔点距采面回风巷的距离，同时考虑矿山压力这一定性因素。按岩层卸压角计算： X=（2～3）MB/ta