浅谈某矿井西部14下山采区瓦斯治理措施
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03

  摘要:本文研究了矿区的地质地层条件以及与煤与瓦斯突出相关的地质因素。提出矿井生产中煤与瓦斯突出防治的原则和方法,阐述了工作面煤与瓦斯突出的防治措施,为煤矿安全生产提供相应的理论依据和合理建议。


  关键词:瓦斯 治理措施 煤与瓦斯突出


  煤矿瓦斯灾害治理的重点是工作面瓦斯治理。笔者依据矿井开采地质条件和瓦斯地质参数提出适合本矿区工作面瓦斯治理的措施。
  1 工作面瓦斯治理的原则和依据
  1.1 瓦斯治理的原则 瓦斯治理的首要原则是合法性原则,必须严格的按照相关的规章制度和技术标准制定治理措施。主要依据有《矿山安全法》、《矿山安全法实施条理》、《煤矿安全规程》和相关的规范标准等。
  其次是安全优先原则。在制定安全技术措施时需要考虑两个方面,一个是安全性,另一个是经济合理性,但是当两者出现矛盾的时候,必须遵守安全有限原则。
  1.2 瓦斯治理的技术依据 瓦斯参数和工作面地质条件是瓦斯灾害治理的重要技术依据。
  ①煤层瓦斯压力是开展煤与瓦斯突出区域研究的基本参数之一。通过计算得出结果,从计算结果可以看出,井田西部、东部的瓦斯压力比较高从0.86MPa到1.00MPa之间,中部较低0.28MPa,单从瓦斯压力来看中部车场附近瓦斯压力比非常低,不具备发生瓦斯突出的基本条件。②综合指标D值也是开展煤与瓦斯突出区域研究的基本参数。K值远远超过《细则》规定的临界值(K≥20)。这说明,用K值作为瓦斯突出区域预测的指标是不敏感的,意义不大,应该用D值代替。
  当D大于0.25时具有突出危险性,其计算公式如下:
  D=[(0.0075H/f)-3](P-0.74)
  式中:D——煤层突出危险性综合指标;
  K——煤的突出危险性综合指标;
  P——煤层瓦斯压力,MPa;
  H——开采深度,m。
  依据地质勘探期间获得的瓦斯含量和实际测定的瓦斯吸附参数,计算出各瓦斯区域的综合指标D(为矿井经验值)。根据计算结果,得出14下山采区、西部未开采区深部和二水平具有突出危险性。
  2 本煤层西部14采区瓦斯抽放评价
  根据《煤矿安全规程》第一百四十五条和《矿井瓦斯抽放管理规程》第9条规定,1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min,信捷职称论文写作发表网,用通风方法解决瓦斯问题不合理的,必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统。同时,《矿井瓦斯抽放管理规定》第11条还规定,新建瓦斯抽放系统的矿井,必须进行可行性论证。本节根据实际测定的煤层瓦斯参数和前述两个法规的要求,对本煤层瓦斯抽放进行可行性评价。
  《矿井瓦斯抽放管理规范》第19条规定,对未卸压的原始煤层,瓦斯抽放的难易程度划分为容易抽放、可以抽放、较难抽放三类;钻孔流量衰减系数(d-1)分别是:<0.003、0.003-0.05、>0.05;煤层透气性系数(m2/MPa2·d):>10、10-0.1、<0.1。
  根据地质情况和矿井生产实际数据,得出煤层透气系数为3.7m2/MPa2·d,钻孔瓦斯流量衰减系数为0.035,是属于可以抽放的煤层。
  根据以上结论在生产中对西部14采区瓦斯抽放评价采用超长钻孔进行瓦斯预抽放。14采区在瓦斯突出危险带内,在巷道掘进中。工作面瓦斯涌出量一般在3.4-5.7m3/min,平均为4.55m3/min,最高为6.3m3/min。煤层透气系数为3.4m2/MPa2·d,钻孔瓦斯流量衰减系数为0.026d-1,是属于可以抽放的煤层。钻场、钻孔布置情况:在巷道掘进的同时,在巷道两帮布置钻场,钻场成交替迈步布置,沿巷道掘进方向施工钻孔,每个钻场布置4-6个钻孔,施工钻孔要求与掘进巷道中线成3~7°的夹角,钻孔终孔位置距巷帮4-12m,钻孔开孔位置距巷帮1-3m。钻孔开孔口径为西90mm,开孔深度为3.5m,然后换成口径为73mm至终孔,孔深为35m。根据钻孔进尺情况布置对帮第二钻场,交替迈步,以控制掘进工作面巷道两帮瓦斯涌出量,避免掘进过程中煤与瓦斯突出。
  采取超长钻孔进行瓦斯预抽放后,根据钻孔跟踪资料表明瓦斯压力降至0.67Mpa以下不再具有突出危险性。
  3 回采工作面和采空区瓦斯治理
  根据此矿回采面和采空区瓦斯涌出规律和相应的煤层条件,提出采用顶板走向钻孔抽放瓦斯的方法。在回采工作面风巷的下帮顶板距煤层法距3~5m布置钻场,每个钻场施工钻孔4个,钻孔打在距煤层法距12~15m的顶板内。抽放流向工作面上隅角的瓦斯和采空区或来自于邻近层的卸压瓦斯。根据开采地质条件,采用如下主要工艺参数。钻孔直径110mm,孔深110m,孔数4个,钻场间距90m,压茬20m,封孔材料-聚氨酯,主管-273mm钢管。
  采取以上措施后对部分采区进行观察,煤与瓦斯突出危险程度明显降低,如对第11采区的观测表明防突效果十分明显,瓦斯压力均降至0.42Mpa以下。
  4 结论
  在14下山采区、西部未开采区深部和二水平具有突出危险性地区开采设计时,掘进面可采用超长钻孔进行瓦斯预抽放、回采工作面采用顶板走向钻孔的方法。同时应及时实际测定有关突出参数,进一步确定突出危险性。

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