高位钻孔抽放技术在薄煤层综采面的应用研究

高 位 裂 隙带 钻 孔 布 置 图 高位 钻 孔 参 数
钻 孔 编号 水 平 角 度
① ② ③ ④ ３。 ４ ３ ５ ３。 ６ ３。 ７
瓦斯流动 的原 因 ： １ 瓦斯 的 密度 为 空气 密度 的 ０ ５ ４ （） ．５
倍 ， 斯 涌 出进 入 矿 井 空 气 中 ， 于 瓦 斯 密 度 比 周 围 气 体 介 瓦 由 质 的 密 度 小 ， 斯 就 会 升 浮 ； ２ 由 于 裂 隙 通 道 或 漏 风 通 道 瓦 （）
两处监控点上传 图象始 终保 持正常 ， 间设备经受 了“ 期 凤凰” 、 ３ ３ ×０ ８ ８ ． １ ｋ （ 州 为太 阳能 资 源 ＩＩ ． ３ ． ０ ＝０ ７ ２ ｗｈ 福 Ｉ 类可 利 用 “ 鹦鹉” 等多次直接影响我路 段 的台风 天气考验 ， 风光 互补 供 区 ， 日均 辐射 量为 ３ ３ ＫＷ／ ， 正 系数取 ０ ８ ８ 太 阳 电系统应用 效果 良好 ， 年 ．３ ｍｚ 修 ．０， 能够 满足长期稳定运行的需求 。
Ｎ ｏ ８， ．１ ２０１１
现 代 商 贸 工 业 Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｄ ｓ ｙ ｄｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａｅＩ ｕｔ ｎ ｎ ｒ
２１ 第 １ ０ １年 ８期
高位钻孔抽放技术在薄煤层综采面的应用研究
张 建 光
（ 西 潞 安 集 团左 权 五 里 堠 煤 业 有 限公 司 ， 西 左 权 ０ ２ ０ ） 山 山 ３ ６ ０
条件 。
（） 邻 工 作 面 开 采 时 ， 于 裂 隙 造 成 瓦 斯 流 动 ， 减 ２相 由 可 少已采工 作面所 产生 的瓦斯 的影响 。
（） ３ 通过抽 放 ， 切断 相邻煤 层瓦斯 向本煤 层涌 出 的通 道 ，
减少 瓦 斯 向工 作 面 的 涌 出量 。 这 种 抽 放 技 术 的 效 果 ， 钻 孔 与
西 至 范 家 庄 一 线 ， 一 西 部 规 则 ， 部 不 规 则 的 多 边 形 。井 瓦斯 一 般 为 ０ ４ Ｏ８ 之 间 ， 别 是 工 作 面 上 隅 角 瓦 斯 浓 度 为 东 ． 一 ． 特
田 交 通 较 为 方 便 ，０ ２ ７国 道 从 井 田 以 东 边 缘 通 过 ， 业 场 地 较 大 ， 常 有 超 限 现 象 ， 重 影 响 该 工 作 面 的 正 常 回采 。 工 工 经 严 现 ３０ ３ ｒ ｎ 已无 法 用 ａ 距 阳 ～ 涉 铁 路 左 权 站 ６ ｉ ， 距 阳 泉 市 １０ ｍ， 北 距 晋 中 ｋ 北 ｎ ２ｋ 西 作 面 采 用 Ｕ＋ Ｌ型 通 风 ， 配 风 量 为 １ ０ ｍ ／ ｉ， 市 １ ５ ｍ， 车 均 可 直 达 。 ２ｋ 汽 井 田 面 积 为 ９ ８ ０ ｋ ， 准 开 采 ３ 、 ＃ 、５＃煤 层 ， ． ６ ２ ｍ２ 批 ＃ ４ １
隙发 育 区 。
１ ２ 高 位 钻 孔 的 作 用 ．
一
组 高位钻孔 ， 每组 布置 ４个 钻孔 ， 钻孔 间距 ２ 钻 孑 离 煤 ｍ， Ｌ
层顶 板 高 度 控 制 在 ８ ， 孔 长 度 １ ｍ 钻 ８～ ２ ｍ， 头 直 径 ６ 钻 ９ ｍｍ。 为 保 证 钻 孔 离 煤 层 顶 板 高 位 控 制 在 ４ 以 上 ， 每 ４ ｍ 按
目前 开 采 ３ ＃煤 层 ， 均 厚 １ １ ｍ。井 下 有 一 个 ０ ０ ０ 际情 况和作 用 ， 平 ．３ ３１２ 如煤 层 的 厚度 、 所需 钻 孔 的长 度 、 孔 在 煤 终 综采 面 ， 采 ３ 现 ＃煤 层 采 用 一 次 采 全 高 综 合 机 械 化 开 采 ， 综 层顶底 板 的位 置 和高 度 及所 起 的作 用 等 ， 煤 层顶 底 板 的 与 采 工 作 面 支 架 型 号 为 Ｚ ３ ０ ／ ／ ９ 采 煤 机 型 号 为 ＭＧ１ ２ 倾 向或走 向成 一定 的角度 ， Ｙ ２０９ １ ； ３／ 直接施工 的钻孔 。
的孔 径 、 成孔 率 、 孔 在煤 层顶 板 的位 置及 抽放 泵 的能 力等 钻
有关 。但 主 要 难 控 制 的 是 采 场 的 顶 板 控 制 及 活动 规 律 。
２ 瓦斯 涌 出及 流动 规律
采煤 面 的瓦斯来 源 主要 有 两个 方 面 ： １ 落 煤 产 生 的 ； （）
（） 邻煤 层或煤层 顶底 板裂隙涌 入 。 ２相
（ ） 平 钻 孔 ： 采 掘 工 作 面 或 巷 道 ， 煤 层 的 顶 板 中 ４ 高位 钻孔 的施 工 ２水 在 在
开 出施 工 的钻 场 ， 钻 场 中施 工 ， 煤 层 的 走 向施 工 的 钻 在 沿
根 据我矿实 际情 况 ， 采用 施 工倾 斜 高 位 钻孔 来 进 行 瓦 孔 。 由 于 此 种 钻 孔 水 平 布 置 ， 工 作 面 推 进 ， 终 在 顶 板 裂 斯 抽 放 。 从 综 采 面 回 风 巷 下 帮 切 眼往 外 ３ ｍ 处 开 始 施 工 第 随 始 ０
加 大 风 量 的 办 法 来 解 决 瓦 斯 超 限 问 题 。 本 着 安 全 第 一 、 防 预
为主的方针 ， 结合 上一个 邻近 ０ ０ １ ３２ ０综 采面 瓦斯 抽放 经验 ，
兼 并 重 组 后 生 产 能 力 为 １０万 ｔａ ２ １ ２ ／ 。 ０ ０年 矿 井 瓦 斯 等 级 决 定 采 用 打 高 位 钻 孔 抽 放 上 隅 角 瓦斯 的 方 法 治 理 瓦 斯 。 鉴 定 结 果 为 ： 矿 井 瓦 斯 相 对 涌 出 量 １． １ ／ ， 对 涌 出 １ 高位钻 孔 全 ４ ６ ｍ０ ｔ绝 量 １ ． ０ ／ ｎ 二 氧 化 碳 相 对 涌 出 量 ２ ８ ｍ３ ｔ绝 对 涌 出 Ｉ １ 高 位 钻 孔 的 种 类 ０ ４ ｍ３ ｍｉ， ．８ ／， ． 量 ２ ０ ｍ３ ｍｉ， 定 等 级 为 高 瓦 斯 矿 井 ， 西 省 煤 炭 工 业 ．５ ／ ｎ鉴 山 厅批 复等级 为高瓦斯矿 井 。 根 据 钻 孔 的 角度 不 同分 倾 斜 钻 孔 和 水 平 钻 孔 。 （ ） 斜 钻 孔 ： 采 掘 工 作 面 或 巷 道 中 ， 据 现 场 的 实 １倾 在 根
云登桥头和里 仁桥 头两处 太 阳能 供 电监控 点经 过 试点 改造 ， 加风力发 电机 与 原有 太 阳能系 统实 现互 补供 电， 增 改 造 完毕投入运行 ， 迄今为止运行 时间已达 ２年 以上 ， 改造后的
用 Ｃ ｐ代 替 Ｃ Ｉ 为优化 目标 。 ｗＢ 作
系统 改造前 ：
Ｃ０Ｉ Ｃ Ｐ ＋ Ｃ ｔａ ｔ— Ｗ Ｂ ｏ 倍 。 鉴 于 本 地 区 风 能 与 太 阳 能 良 好 的 互 补 性 ， 之 风 光 资 加 （ ） 源 的计算值 均 已取 最低值 ， 考虑 了 ０ ８的确安 全 系数 ， ３ 并 ． 故 改 造 后 的 风 光 系 统 日均 发 电 量 数 据 是 安 全 可 靠 的 ， 以 保 足 其 中 ， ｗ Ｂ — 风 力 发 电 机 、 伏 电池 和 蓄 电 池 的 成 本 Ｃ Ｐ— 光 满 之 和 ； ｏ — 电 力 转 换 设 备 、 统 设 计 等 费 用 。对 安 装 成 本 证 系 统 连 续 不 问 断 工 作 ， 足 运 营 管 理 需 求 。 Ｃ— 系 和 供 电 可 靠 性 影 响 较 大并 且 可 以 优 化 的 有 风 力 发 电 机 的 种 ３ 系统应 用情 况 类 和 数 量 、 伏 电 池 的 倾 角 和 数 量 以及 蓄 电 池 的 数 量 ， 以 光 所
１ｍ 一个循环 进行高位裂 隙带钻孔 的施工 。 ０
如 下图 。
高位钻孔 主要 用于治 理采 空 区的 瓦斯 ， 过 钻孔 抽放 ， 通 减少 采空 区的瓦斯 浓度 。 （） 空 区的瓦斯 浓度 降低后 ， 少 采 空 区的瓦 斯涌 出 １采 减
量， 避免 瓦斯超 限 ， 防止 瓦斯 事 故 ， 采 掘工 作 面 生产 创 造 为
关 键词 ： 煤层 ； 薄 高位 钻 孔 ； 落 带 ； 隙 带 冒 裂 中图分类号 ： ＴＢ 文献标识 码 ： Ａ
山 西 潞 安 集 团 左 权 五 里 堠 煤 业 有 限 公 司 位 于 左 权 县 城 ３ Ｏ ｗ 型 ； 板 机 型 号 为 Ｓ ６ ０ １ ０可 弯 曲 刮 板 输 送 机 １— 刮 ＧＺ ３ ／ ５ 南 ２ ５ ｉ ， 属 左 权 县 辽 阳 镇 管 辖 ， 田 北 起 紫 会 村 南 运 煤 ， 载 机 型 号 为 Ｓ Ｂ ３ ／ ５ ．ｋ 隶 ｎ 井 转 Ｚ ６０７ 。 １ ０ ， 至 榆 林 坪 村 以北 ６ ０ 东 自 沟 里 村 与 西 寨 村 一 线 ， ０ｍ 南 ０ ｍ， 在 ０ ０ ０ 综 采 面 实 际 回 采 过 程 中 ，３ １ ２回 风 巷 风 流 ３１２ ０ ００
摘
要： 薄煤层 综采面在 回采 时， 为有 效治理 瓦斯 ， 防止煤矿 瓦斯 事故 ， 综 采 面回风 巷 中施 工高位 钻 孔 ， 钻 孔 布置 在 把
‘
文 章 编 号 ：６ ２３ ９ （ ０ １ １—２ ７０ １７ —１ ８ ２ １ ） ８０ ８— ２
在 煤 层 顶 板 裂采 空 区 的 瓦 斯 进 行 抽 放 ， 保 综 采 面 的 安 全 回 采 。 利 对 确
释气 。 ２ ４ 风／ 发 电 系 统 优 化 设 计 ． 光
（ ） 照装置点 年平均风 速低估 为 ３ ５ ｓ本 次改造 配 １按 ． ｍ／ ，
置 的 风 力 发 电 机 日均 发 电 量 为 １ ５ ６ ｈ ． ３ Ｋｗ 。
（） ２ 风光互 补供 电系统 日均 总发 电量 为 ２ １６ ． ０ ＫＷｈ 取 ， 对于以蓄电池为储能装置 的风／ 发电系统， 光 希望尽量做 ０ ８的 安 全 系 数 ， 算 得 ２ １ ６ ． ＝ １ ６ ５ Ｗ ｈ ． 计 ．０ ×０ ８ ．８ Ｋ 。 到 全 年 各 月都 能 均 衡 发 电 ， 样 配 置 的 蓄 电池 容 量 可 以 减 小 ， 这 （） 蓄 电 池 转 换 后 ， 际 发 电 量 为 １ ６ ５× ０ ８— ３经 实 ．８ ． １３８ ． ４ ＫＷ ｈ。 也可以减少系统的无效能量损失 ， 高系统的整体效率 。 提 风 光 互 补 独 立 供 电 系 统 优 化 配 置 是 在 满 足 供 电 可 靠 性 改 造 后 的 风 光 互 补 系 统 日发 电 量 达 到 设 备 日耗 电 的 两 的前 提下降 低成本 。系统总安装 成本表示 为 ：