瓦斯治理理念和煤與瓦斯共采技術(shù)(編輯修改稿)
2025-08-10 01:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 瓦斯抽采，如圖7所示。研究發(fā)現(xiàn)多重卸壓開采后，~，傾向卸壓角102~110o，下向卸壓層間距達(dá)10~150m，采用預(yù)先布置巷道和穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯，透氣性系數(shù)增大了570倍，抽采率達(dá)50%以上。圖7 煤層群多層開采底板卸壓瓦斯抽采模擬圖B8煤層開采后，卸壓的效果不夠充分，鉆孔流量雖有提高，但提高幅度遠(yuǎn)不如距離較近的B6等煤層，再加上開采過程中的卸壓時(shí)間較短，使得B8煤層開采時(shí)，B4煤層含有的瓦斯并沒有得到充分的釋放，~。BB6煤層的陸續(xù)開采，使B4煤層有一個(gè)多次卸壓的過程。考察數(shù)據(jù)表明，在上部BBB6煤層回采后，B4煤層瓦斯壓力降低了50%、B4煤層透氣性系數(shù)增大了300倍以上、～。實(shí)際上在多重開采上保護(hù)層之后，證明多重開采上部煤層比開采單一煤層卸壓效果更好（見圖8）。圖8 多重開采上部煤層卸壓效果地面采空區(qū)鉆孔的設(shè)計(jì)目的在于在得到一個(gè)高效的地面采空區(qū)鉆孔抽采系統(tǒng)，該系統(tǒng)能更多地抽采高濃度的瓦斯，并使采空區(qū)自燃的風(fēng)險(xiǎn)最小。地面鉆孔結(jié)構(gòu)如圖9所示。采空區(qū)瓦斯抽采對(duì)減小回風(fēng)流及其它抽采方法（如頂板鉆孔、上隅角抽采管道）的瓦斯?jié)舛扔泻艽笥绊憽１M管在鉆孔工作的早期階段并不明顯，但隨著工作面離開鉆孔位置，鉆孔的瓦斯流量和濃度都隨之增加，回風(fēng)流及頂板鉆孔或巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛纫查_始下降，~％。圖9 地面鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)煤層群賦存條件，首采關(guān)鍵卸壓層，沿采空區(qū)邊緣沿空留巷實(shí)施無煤柱連續(xù)開采，通過快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)支撐體將回采巷道保留下來，沿空留巷與綜采工作面推進(jìn)同步進(jìn)行，在留巷內(nèi)布置上（下）向高（低）位鉆孔，抽采頂（底）板卸壓瓦斯和采空區(qū)富集瓦斯，工作面埋管抽采防止采空區(qū)瓦斯大量向工作面涌出，以留巷替代多條巖巷抽采卸壓瓦斯，大大減少巖巷和鉆孔工程量，實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯安全高效共采，如圖10所示。圖10 無煤柱沿空留巷鉆孔法抽采瓦斯原理圖、裂隙場(chǎng)分布及演化規(guī)律淮南礦區(qū)無煤柱留巷卸壓開采煤與瓦斯共采試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，首采層沿空留巷采場(chǎng)內(nèi)增壓區(qū)位于首采保護(hù)層工作面前方0~30m，應(yīng)力集中系數(shù)為2~3倍，如圖11；采空區(qū)300~500m以外為卸壓穩(wěn)定區(qū)；裂隙發(fā)展期為首采保護(hù)層工作面后方0~50m；活躍期位于50~500m；衰減期為500m以后且呈楔形偏向采空區(qū)發(fā)展。鉆孔驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)采面后50~300m、頂板向上5~40m環(huán)形豎向裂隙場(chǎng)內(nèi)瓦斯?jié)舛葹?0~40%。采空區(qū)頂板5~40m，首采保護(hù)層工作面開采后50m超過10%、100m超過20%、300m達(dá)到40%。這為布置抽采瓦斯鉆孔提供了依據(jù)。圖11 無煤柱留巷卸壓開采煤與瓦斯共采留巷采空側(cè)走向裂隙發(fā)育演化研究發(fā)現(xiàn)首采層開采后頂?shù)装宀煌瑢游淮嬖谥?個(gè)瓦斯富集區(qū)，即上向被卸壓煤層解吸瓦斯富集區(qū)、豎向楔形瓦斯富集區(qū)、頂板環(huán)形瓦斯富集區(qū)和下向被卸壓煤層解吸瓦斯富集區(qū)（見圖12）。圖12 首采層開采后頂?shù)装逋咚垢患瘏^(qū)示意圖經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)考察得到，1鉆孔抽采瓦斯?jié)舛?0~30%，~(~)，傾斜方向0~40m，留巷內(nèi)鉆孔有效抽采長度500~600m；遠(yuǎn)程上向卸壓煤層有效抽采瓦斯區(qū)，3鉆孔抽采瓦斯?jié)舛?0~95%，；鉆場(chǎng)有效抽采卸壓瓦斯的走向長度超過200m(約40d)，相當(dāng)于3倍的層間距，鉆孔有效抽采區(qū)域?yàn)樽筮吔切∮?5176。，頂板方向發(fā)展高度超過130m。5鉆孔抽采瓦斯?jié)舛?5~100%，~；留巷下向鉆孔有效抽采卸壓瓦斯的走向長度120~150m(約40~50d)，鉆孔有效抽采區(qū)域?yàn)樽筮吔切∮?5176。，底板方向發(fā)展深度達(dá)到100m。上向被卸壓煤層通過3.鉆孔連續(xù)抽采（采煤工作面后方0~300m）顧橋礦131煤層，實(shí)現(xiàn)單面日產(chǎn)氣30946m3，日產(chǎn)煤16426t，抽采率達(dá)72%；%，下向被卸壓煤層通過5鉆孔連續(xù)抽采新莊孜礦B8煤層瓦斯預(yù)抽率達(dá)56%?；跓o煤柱留巷圍巖內(nèi)外層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性規(guī)律的研究，提出無煤柱留巷頂板抗剪切破壞的強(qiáng)化錨桿控制技術(shù)和輔助加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，構(gòu)建了如圖14所示的“三位一體”的留巷支護(hù)技術(shù)體系：即抗頂板剪切回轉(zhuǎn)的錨桿(注)主動(dòng)支護(hù)P強(qiáng)采動(dòng)應(yīng)力影響期間的巷內(nèi)自移輔助加強(qiáng)支護(hù)P2和高承載性能的巷旁充填墻體支護(hù)P3。研制出了高承載性能機(jī)械化施工的巷旁充填支護(hù)技術(shù)，能保證充填墻體緊隨工作面及時(shí)快速構(gòu)筑，滿足了綜采工作面日進(jìn)10m、日產(chǎn)2萬噸的快速開采要求；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)900m深井護(hù)巷斷面8~10m2，長度達(dá)2900m的世界紀(jì)錄，是國外的2~3倍，成本僅為歐洲的1/3，兼顧了采煤生產(chǎn)和充填平行作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了礦井的安全高效生產(chǎn)。圖13 “三位一體”圍巖控制技術(shù)及工程效果圖(護(hù)巷)Y型通風(fēng)留巷鉆孔法抽采瓦斯關(guān)鍵技術(shù)（1）首采層采空區(qū)留巷鉆孔法抽采瓦斯技術(shù)技術(shù)原理圖見圖15上圖，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果：抽采瓦斯?jié)舛?0～40%，
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