晋城煤业集团瓦斯治理方法初探.docx

晋城煤业集团瓦斯治理方法初探晋城煤业集团瓦斯治理方法初探山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司（简称亚城煤业集团），始建于 1985 年，现有 5 对矿井，设计生产能力 1710 万 t/a ，由东向西开采沁水煤田南部井田，东部老区有古书院、王台铺、凤凰山三矿、为低瓦斯矿井，新区有成庄矿、寺河矿，为高瓦斯矿井，在 2003 年的 7月份瓦斯鉴定中，成庄矿绝对瓦斯涌出量 145.97m3/min，相对瓦斯涌出量 13.29m3/min，相对瓦斯涌出量 27.88m3/t。随着生产的不断扩大，瓦斯成为制约公司生产的主要因素，为了解决这一难题，在生产实践中摸索出一条适合于自身特点的瓦斯治理的新路子。1 晋城西区瓦斯赋存及涌出特征1.1 瓦斯赋存情况晋城西区具有本煤层瓦斯含量大，压力高，透气性好，煤质较硬，厚度适中，整体较好，适合本煤层布孔抽放的特点，主要参数见表 1。矿名煤层透气性系数/m2(MPa2d)-1平均瓦斯含量/m3t-1硬度平均煤厚/m寺河东区 56.74195.38659.03246.5西区 0.031421316.3成庄0.013346.17346.99246.5表 1 矿井瓦斯参数表1.2 瓦斯来源分析综放面初采 10m 左右范围内，一般只推进不放顶煤（顶煤不易放下），在此期间瓦斯涌出量为 2.292.887m3/min，平均为 2.67m3/min；开始放煤后，工作面瓦斯涌出量增加到 3.4685.933m3/min，平均为 5.09m3/min，这一数值可以认为是开采层本身涌出的瓦斯量；当工作面推进到 30m 以后老顶初次垮落，邻近层瓦斯涌入工作面，瓦斯涌出量迅速增加到 7.23910.695 m3/min，平均为 8.863 m3/min，此时的瓦斯量就是临近层和围岩卸压垮落后面涌入工作面的瓦斯量。3308 工作面邻近层瓦斯涌出量占初采时的瓦斯涌出量的 42.57%。由于各工作面煤层存条件、瓦斯含量不同，所以初采瓦斯涌出量也不相同，粗略分析，综放面初采煤层本身的瓦斯涌出量是主要的，占到工作面瓦斯涌出量的57.43%71.23%，平均为 65.6%。2 区域性瓦斯抽放2.1 区域性瓦斯抽放是国内本煤层抽放方法的一项先进技术，和其它瓦斯抽放方法相比，其最大特征是，实施区域性瓦斯抽放后，采掘活动受煤体瓦斯影响将大大降低，能充分发挥联采机、掘锚一体机、综掘机等现代化掘进设备的快速高效的性能；同时，实施区域瓦斯抽放，也可有效降低煤层瓦斯含量，降低煤层瓦斯压力，从而削弱瓦斯突出，保证安全生产。2.2 区域性瓦斯抽放的应用晋城西区，从煤层赋存条件上讲，煤质坚硬，煤层整体性好，近水平煤层，起伏不大，厚度适中，可钻性好，适合区域性瓦斯抽放的长钻孔施工；从技术上讲，区域性瓦斯抽放所必须的长钻孔施工技术已经成熟。2001 年 9 月集团公司与西安煤科院合作采用 MK-6 钻机首先在寺河矿首采面（2301）的 23023 巷进行了顺层长钻孔施工，现场试验，共完成钻孔 3 个，累计进尺 1163.53m，最大孔深 519.5m，其中 1#孔深 509.03m，全孔在煤层中延伸，该孔钻进时间 20.58h，平均钻进时效 24.4m/h。现寺河矿使用 MK-6 钻机施工顺层钻孔孔深普遍达 300400m，我们在工作面圈定前 23a，甚至更长时间，将两个工作面划定为一个抽放区域，布置顺层钻孔进行抽放；区域抽放巷道掘进过程中，每隔 150m，在工作面煤层内设钻场施工扇形长钻孔，抽放掘进面前方和圈定区域内的瓦斯，钻孔长度多在 200m 左右；区域模块圈出后，在另一侧巷道内向工作面煤体再布置平行顺层孔（平行于工作面或迎向工作面成一定角度）进行抽放。针对工作面走向靠里，开采时间早，采前预抽时间短等情况，有意识加密钻孔，孔距（25m），实施强化抽放（见图 1、2）。目前寺河矿 2、3 盘区各布置一个瓦斯抽放区域，成庄矿准备布置一个。图 1 煤层掘进中扇形钻孔瓦斯抽放模式示意寺河矿东二盘区瓦斯抽放模块位于东二盘区辅助回风巷以东 500m 区域内，共布置钻孔 123 个，钻孔间距 10m，总进尺 3800m，平均钻孔长度为 308.9m,最长达 507m。2003 年 10 月份，钻孔施工完毕后，联孔抽放，区域内瓦斯抽放量为 27.13m3/min，目前抽放量为 24.85 m3/min，累计抽放量为 1366 万 m3，抽放区域内预抽率为 26.75%。图 2 煤层采前顺层长钻孔瓦斯抽放模式示意3 双系统瓦斯抽放所谓双系统瓦斯抽放就是针对不同的瓦斯来源（本煤层和采空区），布置两套抽放系统分别对其实施抽放，以解决本煤层高负压、低流量和采空区低负压、高流量共用一套系统相互制约的矛盾。3.1 瓦斯来源及分布情况分析成庄矿开采的是煤层群，首采 3#煤层其上部存有不