宋楼煤矿厚煤层高瓦斯带放顶煤工作面初采期间瓦斯治理技术实践探讨
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ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８—０ １ ５ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ９ ． ０ ５ ７
中图分类 号 ： Ｆ ４ ０ ６ ． ８； Ｔ Ｄ ７ １ ２
文献标 志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９— ０ １ ０ １— ０ ２
放 顶 煤 工 作 面 初 采 期间 瓦 斯 治 理 技 术 实 践 探 讨
张振立 （ 郑州市宋楼煤矿煤 业有限责任公司 ， 河南 郑州 ４ ５ ２ ３ ８ ０ ）
摘 要： 通过对宋楼煤矿放顶 煤工作面初采期 间瓦斯 涌出规律分析 和研究 ， 制定 、 总结符 合本矿实 际的瓦斯治理 技术 ， 防止工作 面瓦 斯超限 。 关键词 ： 放顶 煤工作面 ； 初采 ； 瓦斯 治理技术． １合理 分 配 、 控 制风 量 。 确保 通 风 系统顺 畅
郑 州 市宋 楼 煤 矿 煤 业 有 限 责 任 公 司 （ 以下 简称 宋 楼煤矿 ） 位于河南省新密市来集镇宋楼村 ， 隶属郑煤集 团公司的郑 州矿 区， 其 所采 煤层 为二 １煤 ， 煤厚 ０— １ ５ ｍ， 平均厚度 ６ ． ２ ７ ｍ， 普氏硬度系数 ｆ 为０ ． １ ～ ０ ． ５ ， 属 郑 州矿 区特有 的 “ 三软 ” 不 稳定 煤 层 。宋 楼 煤 矿所 有 采 煤 工作 面均 采 用 放 顶 煤 全 部 垮 落 法 后 退 式 回采 工 艺 。 般 布置 １ ～２个 采 面 。虽 然 属 瓦斯 矿 井 ， 但 在 采 掘 过 程 中均 出现过厚煤 层高瓦斯带 的情况 ， 特别是在厚 煤 层 高 瓦斯 带处 实施 放顶 煤 初 采 期 间 ， 瓦 斯 涌 出量 较 大 ， 瓦斯 治 理 难 度 增 加 ， 瓦斯 超 限 事 故 就 在 所 难 免 。 因 此 在厚 煤 层 高 瓦 斯 带 放 顶 煤 工 作 面 初 采 期 间 的 瓦 斯 问 题， 就 成 了制 约 矿 井 安 全 生 产 的 一 个 瓶 颈 。为 确 保 矿 井安全生产 ， 宋楼煤矿加大瓦斯治理资金投入 ， 与河南 理工大学合作对厚煤层高瓦斯带放顶煤工作面初采期 间的瓦 斯 治理 进 行 了 技 术 研 究 ， 采 取 了一 系 列 瓦 斯 治 理措 施 ， 有效 改 善 了初采 期 间 的 瓦斯 问 题 ， 取 得 明显 的 效果 ， 确 保 了矿 井安 全 生产 。 ２初 采期 间瓦斯 涌 出规律 分 析 由于工 作 面初 采期 间 切 巷 和上 下 副 巷 均 为新 施 工 巷道 ， 新揭露的煤体瓦斯涌 出比较集中， 矿 山压力正处 于不 稳 定时 期 ， 导致 巷道 变 形 快 且 幅度 大 ， 初 采期 间采 空 区顶 板不 容 易 及 时垮 落 ， 会 造 成 大 面积 悬 顶 和 瓦 斯 积聚， 工 作 面新 投 入 的 运 输 设 备 ， 难 免 会 出现 问题 ， 这 就使得所采煤炭不 能及 时运出工作面 ， 长时间停 留于 采面或运输设备上 ， 瓦斯扩散在巷道 中； 宋楼煤矿所采 煤 炭 的通 气性 差 ， 煤 体裂 隙 不 发 育 ， 初 采 期 间 的瓦 斯 抽 放 效 果不 明显 ； 初 采期 间工 作 面 处 于最 长 阶段 ， 通 风 阻 力大 ， 工作面风量 相对较小。这 系列 问题造成 了厚煤 层 高 瓦斯 带放 顶煤 工作 面初 采 期 间 瓦斯 涌 出 的不 稳 定 性， 所 以此时 工作 面 的瓦 斯 治 理 最 为 困难 ， 这 就 需 要 摸 索 出瓦斯涌出规律 ， 方 能制定 出符合本矿实 际的瓦斯 治 理 技术 。 ３瓦斯 治理 技术 应 用
一
风排 瓦斯 占整 个 回采 工 作 面 瓦 斯 总量 的 ６ ５ ％ 以 上， 因此采煤 工 作 面 风量 分 配 和控 制 是 初 采 和 回采 期 间瓦斯控制的关键 。所 以只有保证工作面 风量 充足、 分配合理才能降低工作面及 回风系统瓦斯。宋楼煤矿 般炮采放顶煤工作面切巷通风断面不低于 ６ ｍ ， 上下 副巷 不低 于 １ ２ ｍ 。在 风 速 不 超 标 （ 保持在 １ ． ５ ｍ ／ ｓ左 右） 的前提下， 可适 当 增 加 配 风 量 ， 但 最 多 不 超 过 ９ ０ ０ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ； 尽可能降低工作面两端压差 ， 避免下行风。 在 确保 风量 充 足 、 风速不超标 、 瓦 斯 不 超 限 的情 况 下 ， 为 工作 面作 业创 造适 宜 的工作 环境 。 ３ ． ２加 强巷 道 支护 。 控 制 落煤 量 。 采 用合适 的巷道 支护 形 式 ， 加 强 支护 巡 检 和维 修 ， 防止 出现 冒顶造 成瓦 斯 突然 涌 出 。对 采空 区顶 板 采取 强 制放 顶措 施 ， 杜 绝 因顶 板 大 面 积 垮 落 造 成 瓦 斯 积 聚 或 瓦斯 超 限。有 条 件 的对 采 空 区 上 隅 角 、 舍 帮 实 行 封 闭， 减少煤 体 暴 露 面 ， 减 少 瓦斯 向采 面 涌 出 ； 为 防 止 瓦 斯集 中涌 出 ， 工作 面初 采期 间采 用打 密 集炮 眼 ， 减 少 装 药量， 分 次放 炮 ， 严 格控 制落 煤量 。 ３ ． ３施 工卸 压孔 和 瓦斯释放 孔 经过 多次 实 践 ， 宋 楼 煤 矿 在采 煤 工 作 面 回采 前 对 其 实施卸 压孔 和瓦斯 释放 孔 。它 是 利用 钻 孔 周 围 因矿 压显现造成的破坏带 ， 以此使煤体提前卸压 ， 增加透气 性， 降低工作 面前方煤体应 力、 瓦斯压力。经验所得 ， 卸 压孔 长度一 般 为 １ ５～ ２ ０ ｍ， 释放 孔长 度一 般为 ５～ ８ ｍ 为宜 。 ３ ． ４提前 进行 煤体 注 水 经过 大量 实践证 明煤 体 注 水 技术 不 仅 是 降低 回采 工作面煤尘 的主要方法 ， 同时也是 瓦斯 治理的措施 之 通过对所采煤体进行注水 ， 使煤体 的脆性减弱 、 塑 形增加 ， 很大程度上改变 了煤体物理力学性质 ， 煤体 由 于开采被破坏时， 由脆性破碎演变为塑形破碎 ， 瓦斯得 到均匀释放 。另外 ， 注水后煤体 中水分增加 占据煤体 部分空隙 ， 并在煤体空隙 内表 面形成张力薄膜 ， 阻止瓦
中图分类 号 ： Ｆ ４ ０ ６ ． ８； Ｔ Ｄ ７ １ ２
文献标 志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９— ０ １ ０ １— ０ ２
放 顶 煤 工 作 面 初 采 期间 瓦 斯 治 理 技 术 实 践 探 讨
张振立 （ 郑州市宋楼煤矿煤 业有限责任公司 ， 河南 郑州 ４ ５ ２ ３ ８ ０ ）
摘 要： 通过对宋楼煤矿放顶 煤工作面初采期 间瓦斯 涌出规律分析 和研究 ， 制定 、 总结符 合本矿实 际的瓦斯治理 技术 ， 防止工作 面瓦 斯超限 。 关键词 ： 放顶 煤工作面 ； 初采 ； 瓦斯 治理技术． １合理 分 配 、 控 制风 量 。 确保 通 风 系统顺 畅
郑 州 市宋 楼 煤 矿 煤 业 有 限 责 任 公 司 （ 以下 简称 宋 楼煤矿 ） 位于河南省新密市来集镇宋楼村 ， 隶属郑煤集 团公司的郑 州矿 区， 其 所采 煤层 为二 １煤 ， 煤厚 ０— １ ５ ｍ， 平均厚度 ６ ． ２ ７ ｍ， 普氏硬度系数 ｆ 为０ ． １ ～ ０ ． ５ ， 属 郑 州矿 区特有 的 “ 三软 ” 不 稳定 煤 层 。宋 楼 煤 矿所 有 采 煤 工作 面均 采 用 放 顶 煤 全 部 垮 落 法 后 退 式 回采 工 艺 。 般 布置 １ ～２个 采 面 。虽 然 属 瓦斯 矿 井 ， 但 在 采 掘 过 程 中均 出现过厚煤 层高瓦斯带 的情况 ， 特别是在厚 煤 层 高 瓦斯 带处 实施 放顶 煤 初 采 期 间 ， 瓦 斯 涌 出量 较 大 ， 瓦斯 治 理 难 度 增 加 ， 瓦斯 超 限 事 故 就 在 所 难 免 。 因 此 在厚 煤 层 高 瓦 斯 带 放 顶 煤 工 作 面 初 采 期 间 的 瓦 斯 问 题， 就 成 了制 约 矿 井 安 全 生 产 的 一 个 瓶 颈 。为 确 保 矿 井安全生产 ， 宋楼煤矿加大瓦斯治理资金投入 ， 与河南 理工大学合作对厚煤层高瓦斯带放顶煤工作面初采期 间的瓦 斯 治理 进 行 了 技 术 研 究 ， 采 取 了一 系 列 瓦 斯 治 理措 施 ， 有效 改 善 了初采 期 间 的 瓦斯 问 题 ， 取 得 明显 的 效果 ， 确 保 了矿 井安 全 生产 。 ２初 采期 间瓦斯 涌 出规律 分 析 由于工 作 面初 采期 间 切 巷 和上 下 副 巷 均 为新 施 工 巷道 ， 新揭露的煤体瓦斯涌 出比较集中， 矿 山压力正处 于不 稳 定时 期 ， 导致 巷道 变 形 快 且 幅度 大 ， 初 采期 间采 空 区顶 板不 容 易 及 时垮 落 ， 会 造 成 大 面积 悬 顶 和 瓦 斯 积聚， 工 作 面新 投 入 的 运 输 设 备 ， 难 免 会 出现 问题 ， 这 就使得所采煤炭不 能及 时运出工作面 ， 长时间停 留于 采面或运输设备上 ， 瓦斯扩散在巷道 中； 宋楼煤矿所采 煤 炭 的通 气性 差 ， 煤 体裂 隙 不 发 育 ， 初 采 期 间 的瓦 斯 抽 放 效 果不 明显 ； 初 采期 间工 作 面 处 于最 长 阶段 ， 通 风 阻 力大 ， 工作面风量 相对较小。这 系列 问题造成 了厚煤 层 高 瓦斯 带放 顶煤 工作 面初 采 期 间 瓦斯 涌 出 的不 稳 定 性， 所 以此时 工作 面 的瓦 斯 治 理 最 为 困难 ， 这 就 需 要 摸 索 出瓦斯涌出规律 ， 方 能制定 出符合本矿实 际的瓦斯 治 理 技术 。 ３瓦斯 治理 技术 应 用
一
风排 瓦斯 占整 个 回采 工 作 面 瓦 斯 总量 的 ６ ５ ％ 以 上， 因此采煤 工 作 面 风量 分 配 和控 制 是 初 采 和 回采 期 间瓦斯控制的关键 。所 以只有保证工作面 风量 充足、 分配合理才能降低工作面及 回风系统瓦斯。宋楼煤矿 般炮采放顶煤工作面切巷通风断面不低于 ６ ｍ ， 上下 副巷 不低 于 １ ２ ｍ 。在 风 速 不 超 标 （ 保持在 １ ． ５ ｍ ／ ｓ左 右） 的前提下， 可适 当 增 加 配 风 量 ， 但 最 多 不 超 过 ９ ０ ０ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ； 尽可能降低工作面两端压差 ， 避免下行风。 在 确保 风量 充 足 、 风速不超标 、 瓦 斯 不 超 限 的情 况 下 ， 为 工作 面作 业创 造适 宜 的工作 环境 。 ３ ． ２加 强巷 道 支护 。 控 制 落煤 量 。 采 用合适 的巷道 支护 形 式 ， 加 强 支护 巡 检 和维 修 ， 防止 出现 冒顶造 成瓦 斯 突然 涌 出 。对 采空 区顶 板 采取 强 制放 顶措 施 ， 杜 绝 因顶 板 大 面 积 垮 落 造 成 瓦 斯 积 聚 或 瓦斯 超 限。有 条 件 的对 采 空 区 上 隅 角 、 舍 帮 实 行 封 闭， 减少煤 体 暴 露 面 ， 减 少 瓦斯 向采 面 涌 出 ； 为 防 止 瓦 斯集 中涌 出 ， 工作 面初 采期 间采 用打 密 集炮 眼 ， 减 少 装 药量， 分 次放 炮 ， 严 格控 制落 煤量 。 ３ ． ３施 工卸 压孔 和 瓦斯释放 孔 经过 多次 实 践 ， 宋 楼 煤 矿 在采 煤 工 作 面 回采 前 对 其 实施卸 压孔 和瓦斯 释放 孔 。它 是 利用 钻 孔 周 围 因矿 压显现造成的破坏带 ， 以此使煤体提前卸压 ， 增加透气 性， 降低工作 面前方煤体应 力、 瓦斯压力。经验所得 ， 卸 压孔 长度一 般 为 １ ５～ ２ ０ ｍ， 释放 孔长 度一 般为 ５～ ８ ｍ 为宜 。 ３ ． ４提前 进行 煤体 注 水 经过 大量 实践证 明煤 体 注 水 技术 不 仅 是 降低 回采 工作面煤尘 的主要方法 ， 同时也是 瓦斯 治理的措施 之 通过对所采煤体进行注水 ， 使煤体 的脆性减弱 、 塑 形增加 ， 很大程度上改变 了煤体物理力学性质 ， 煤体 由 于开采被破坏时， 由脆性破碎演变为塑形破碎 ， 瓦斯得 到均匀释放 。另外 ， 注水后煤体 中水分增加 占据煤体 部分空隙 ， 并在煤体空隙 内表 面形成张力薄膜 ， 阻止瓦