观文煤矿煤与瓦斯共采中瓦斯抽采方法前期
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1概述
观文煤矿位于四川盆地与云贵高原的过渡地带，总体 地势呈北高南低，相对高差 895. 90m，属构造剥蚀成因的 中山地形。井田含煤地层为二叠系上统龙潭组（ P2 l） ，总厚 85. 70 ～ 110. 98m，平均 98. 12m，共含煤 7 ～ 20 层，煤层总 厚度平均大于 8. 44m，可采含煤系数为 8. 55% 。其中有可 采和大部可采煤层四层，局部可采煤层三层，从上到下编 号为 C11 、C15 、C16 、C19 、C20 、C24 和 C25 ，除 C11 煤 层 全 区 可采，C19 、C24 、C25 煤层大部可采外，C15 、C16 、C20 为局部 可采煤层。地层综合柱状图如图 1 所示。
图 3 C19 煤层卸压瓦斯抽采钻孔布置平面示意图 （ m）
3） C25 煤层 （ 下邻近层） 卸 压 瓦 斯 和 采 空 区 瓦 斯 抽 采。 C25 煤层位于 C24 煤层下方 1. 82 ～ 6. 43m，平均 4. 13m，C24 煤 层开采后，C25 煤层位于底板裂隙带内，C25 煤层卸压瓦斯将 直接涌入 C24 保护层工作面和采空区，为确保 C24 保护层工 作面顺利推进，降低 C24 煤层工作面瓦斯涌出量，设计推荐 在 C24 煤层运输巷道每隔 60m 布 置 抽 放 钻 场，钻 场 深 5 ～ 6m，垂直于运输巷道布置，位于 C24 、C25 煤层之间，终止
2012 年第 12 期
煤炭工程
设计技术
观文煤矿煤与瓦斯共采中瓦斯重庆设计研究院，重庆 400016）
摘 要： 以低透气性、强突出危险煤层群矿井———观文煤矿为研究对象，深入研究该矿的瓦 斯抽采方案设计。抽采方案主要包括: 保护层回采区域顺层钻孔预抽、邻近层卸压瓦斯、采空区 瓦斯抽采、底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯、煤巷掘进工作面边掘边抽。
关键词： 瓦斯抽采; 采矿工程; 煤与瓦斯共采; 煤层群 中图分类号： TD712 + . 6 文献标识码： B 文章编号： 1671 － 0959（ 2012） 12-0007-03
钱鸣高院士提出 了 煤 矿 绿 色 开 采［1］ 的 概 念，煤 与 瓦 斯 共采是其中主要内容之一。煤与瓦斯共采是将煤炭开采与 瓦斯抽采综合为一体的资源开发模式，是采煤与采气两个 系统的有机结合［2］，其关键在于瓦斯抽采。前人对煤与瓦 斯共采已做了一些有益的研究［3 － 8］，主要是对瓦斯抽采效 果的理论分析，对矿井瓦斯抽采的具体方案研究较少。文 章以四川省古叙矿区的观文煤矿为研究对象，深入研究该 矿的瓦斯抽采方案设计。该矿煤层具有低透气性和强突出 危险，研究结果对类似的煤层群瓦斯抽采具有指导意义。
1） C24 保护层回采区域顺层钻孔预抽。为确保 C24 保护 层工作面有足够的预抽时间和达到设计的预抽效果，设计推 荐提前布置一个备用工作面用于预抽瓦斯，采用顺层钻孔大 面积预抽 C24 保护层回采区域煤体内瓦斯； 设计推荐分别在
收稿日期： 2012 － 03 － 08 作者简介： 刘超生（ 1983 － ） ，男，河南焦作人，工程师，2006 年毕业于重庆大学采矿工程专业，主要从事矿井设计方
图 1 地层综合柱状图
采工作面瓦斯涌出量为主，约占 55% ～ 65% ； 掘进面和采 空区瓦斯涌出量为辅，约占 35% ～ 45% 。
2. 1 C24 回采工作面
在 C24 回采工作面瓦斯涌出来源构成中，上邻近层瓦斯 涌出量约占 65% ～ 70% ，本煤层瓦 斯 涌 出 量 约 占 10% ～ 20% ，下邻近层约占 15% ～ 20% 。根据瓦斯涌出来源构成， 瓦斯抽采方法除考虑 C24 保护层工作面预抽外，主要考虑抽 采上邻近层卸压瓦斯，再次是抽采下邻近层卸压瓦斯和采 空区瓦斯。具体如下：
图 2 C24 煤层回采区域本煤层顺层钻孔布置示意图 （ m）
2） C19 煤层 （ 上邻近 层） 卸 压 瓦 斯 抽 采。C19 煤 层 位 于 C24 煤层上部，层间距平均 23. 04m，经计算，C24 煤层开采 后顶板冒落带高度为 8 ～ 10m，裂隙带高度为 37. 8m，C19 煤 层位于 C24 煤层开采后形成的裂隙带下部区域。因此设计沿 C24 煤层运输巷道每隔 100m 布置抽放斜巷，斜长 50m，倾 角 35°，在斜巷上部沿煤层走向布置水平钻场，深 5m，在 钻场内向工作面后方呈扇形布置高位钻孔，在开采 C24 保护 层的同时， “拦截” 抽采 C19 煤层卸压瓦斯，每个钻场内布 置 10 个高位钻孔，钻孔终孔于 C19 煤层顶板 0. 5m 处，终孔 间距暂按 12m 考虑，钻孔长 120 ～ 140m，钻孔倾角 － 10° ～ 20°。钻孔布置平、剖面图如图 3、图 4 所示。钻场间距或 终孔间距可根据生产中实际抽采效果调整。
面的研究工作。
7
设计技术
煤炭工程
2012 年第 12 期
回采工作面运输巷道和回风巷道内垂直煤壁布置顺层钻孔， 在开采前预抽 C24 煤层回采区域瓦斯，在开采 C24 煤层的同时 抽采 C24 煤层回采区域瓦斯。根据采区巷道布置，下向顺层
钻孔可提前布置，钻孔间距按 6 ～ 8m 考虑，钻孔长 40m，上 向顺层钻孔间距按 4 ～ 6m 考虑，钻孔长 100m，生产中可根 据实际抽采效果调整。钻孔布置如图 2 所示。
根据国家煤矿安全监察局（ 煤安监监察 ［2006］ 54 号） 文件的要求，该矿井按煤与瓦斯突出矿井设计，设计根据 地勘报告、瓦斯地质资料补充报告和煤与瓦斯突出的一般 性规律，C11 、C19 煤层按强突出煤层设计，其他煤层按一般 突出煤层设计。
2 瓦斯抽采方法
经预测， + 875m 水平上山区域矿井绝 对 瓦 斯 涌 出 量 83. 64m3 / min，相对瓦斯涌出量为 31. 99m3 / t。 + 875m 水平 下山区域，矿井绝对瓦斯涌出量为 138. 98m3 / min，相对瓦 斯涌出量为 53. 16m3 / t。在矿井瓦斯涌出来源构成中，以回
观文煤矿位于四川盆地与云贵高原的过渡地带，总体 地势呈北高南低，相对高差 895. 90m，属构造剥蚀成因的 中山地形。井田含煤地层为二叠系上统龙潭组（ P2 l） ，总厚 85. 70 ～ 110. 98m，平均 98. 12m，共含煤 7 ～ 20 层，煤层总 厚度平均大于 8. 44m，可采含煤系数为 8. 55% 。其中有可 采和大部可采煤层四层，局部可采煤层三层，从上到下编 号为 C11 、C15 、C16 、C19 、C20 、C24 和 C25 ，除 C11 煤 层 全 区 可采，C19 、C24 、C25 煤层大部可采外，C15 、C16 、C20 为局部 可采煤层。地层综合柱状图如图 1 所示。
图 3 C19 煤层卸压瓦斯抽采钻孔布置平面示意图 （ m）
3） C25 煤层 （ 下邻近层） 卸 压 瓦 斯 和 采 空 区 瓦 斯 抽 采。 C25 煤层位于 C24 煤层下方 1. 82 ～ 6. 43m，平均 4. 13m，C24 煤 层开采后，C25 煤层位于底板裂隙带内，C25 煤层卸压瓦斯将 直接涌入 C24 保护层工作面和采空区，为确保 C24 保护层工 作面顺利推进，降低 C24 煤层工作面瓦斯涌出量，设计推荐 在 C24 煤层运输巷道每隔 60m 布 置 抽 放 钻 场，钻 场 深 5 ～ 6m，垂直于运输巷道布置，位于 C24 、C25 煤层之间，终止
2012 年第 12 期
煤炭工程
设计技术
观文煤矿煤与瓦斯共采中瓦斯重庆设计研究院，重庆 400016）
摘 要： 以低透气性、强突出危险煤层群矿井———观文煤矿为研究对象，深入研究该矿的瓦 斯抽采方案设计。抽采方案主要包括: 保护层回采区域顺层钻孔预抽、邻近层卸压瓦斯、采空区 瓦斯抽采、底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯、煤巷掘进工作面边掘边抽。
关键词： 瓦斯抽采; 采矿工程; 煤与瓦斯共采; 煤层群 中图分类号： TD712 + . 6 文献标识码： B 文章编号： 1671 － 0959（ 2012） 12-0007-03
钱鸣高院士提出 了 煤 矿 绿 色 开 采［1］ 的 概 念，煤 与 瓦 斯 共采是其中主要内容之一。煤与瓦斯共采是将煤炭开采与 瓦斯抽采综合为一体的资源开发模式，是采煤与采气两个 系统的有机结合［2］，其关键在于瓦斯抽采。前人对煤与瓦 斯共采已做了一些有益的研究［3 － 8］，主要是对瓦斯抽采效 果的理论分析，对矿井瓦斯抽采的具体方案研究较少。文 章以四川省古叙矿区的观文煤矿为研究对象，深入研究该 矿的瓦斯抽采方案设计。该矿煤层具有低透气性和强突出 危险，研究结果对类似的煤层群瓦斯抽采具有指导意义。
1） C24 保护层回采区域顺层钻孔预抽。为确保 C24 保护 层工作面有足够的预抽时间和达到设计的预抽效果，设计推 荐提前布置一个备用工作面用于预抽瓦斯，采用顺层钻孔大 面积预抽 C24 保护层回采区域煤体内瓦斯； 设计推荐分别在
收稿日期： 2012 － 03 － 08 作者简介： 刘超生（ 1983 － ） ，男，河南焦作人，工程师，2006 年毕业于重庆大学采矿工程专业，主要从事矿井设计方
图 1 地层综合柱状图
采工作面瓦斯涌出量为主，约占 55% ～ 65% ； 掘进面和采 空区瓦斯涌出量为辅，约占 35% ～ 45% 。
2. 1 C24 回采工作面
在 C24 回采工作面瓦斯涌出来源构成中，上邻近层瓦斯 涌出量约占 65% ～ 70% ，本煤层瓦 斯 涌 出 量 约 占 10% ～ 20% ，下邻近层约占 15% ～ 20% 。根据瓦斯涌出来源构成， 瓦斯抽采方法除考虑 C24 保护层工作面预抽外，主要考虑抽 采上邻近层卸压瓦斯，再次是抽采下邻近层卸压瓦斯和采 空区瓦斯。具体如下：
图 2 C24 煤层回采区域本煤层顺层钻孔布置示意图 （ m）
2） C19 煤层 （ 上邻近 层） 卸 压 瓦 斯 抽 采。C19 煤 层 位 于 C24 煤层上部，层间距平均 23. 04m，经计算，C24 煤层开采 后顶板冒落带高度为 8 ～ 10m，裂隙带高度为 37. 8m，C19 煤 层位于 C24 煤层开采后形成的裂隙带下部区域。因此设计沿 C24 煤层运输巷道每隔 100m 布置抽放斜巷，斜长 50m，倾 角 35°，在斜巷上部沿煤层走向布置水平钻场，深 5m，在 钻场内向工作面后方呈扇形布置高位钻孔，在开采 C24 保护 层的同时， “拦截” 抽采 C19 煤层卸压瓦斯，每个钻场内布 置 10 个高位钻孔，钻孔终孔于 C19 煤层顶板 0. 5m 处，终孔 间距暂按 12m 考虑，钻孔长 120 ～ 140m，钻孔倾角 － 10° ～ 20°。钻孔布置平、剖面图如图 3、图 4 所示。钻场间距或 终孔间距可根据生产中实际抽采效果调整。
面的研究工作。
7
设计技术
煤炭工程
2012 年第 12 期
回采工作面运输巷道和回风巷道内垂直煤壁布置顺层钻孔， 在开采前预抽 C24 煤层回采区域瓦斯，在开采 C24 煤层的同时 抽采 C24 煤层回采区域瓦斯。根据采区巷道布置，下向顺层
钻孔可提前布置，钻孔间距按 6 ～ 8m 考虑，钻孔长 40m，上 向顺层钻孔间距按 4 ～ 6m 考虑，钻孔长 100m，生产中可根 据实际抽采效果调整。钻孔布置如图 2 所示。
根据国家煤矿安全监察局（ 煤安监监察 ［2006］ 54 号） 文件的要求，该矿井按煤与瓦斯突出矿井设计，设计根据 地勘报告、瓦斯地质资料补充报告和煤与瓦斯突出的一般 性规律，C11 、C19 煤层按强突出煤层设计，其他煤层按一般 突出煤层设计。
2 瓦斯抽采方法
经预测， + 875m 水平上山区域矿井绝 对 瓦 斯 涌 出 量 83. 64m3 / min，相对瓦斯涌出量为 31. 99m3 / t。 + 875m 水平 下山区域，矿井绝对瓦斯涌出量为 138. 98m3 / min，相对瓦 斯涌出量为 53. 16m3 / t。在矿井瓦斯涌出来源构成中，以回