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郑煤集团盛华煤矿采空区瓦斯抽入办法与瞻望
作者:佚名 日期:2018年09月21日 来源:本站原创 浏览:

核心提示:郑煤集团盛华煤矿采空区瓦斯抽入办法与瞻望 (作者:龚乃勤)1概述近年来,郑煤集团盛华煤矿,跟着矿井开采程度的进步,工作面瓦斯涌出量逐年增年夜,特别是采空区瓦斯涌出更为凸起。为解决采空区瓦斯涌出这一难题,采取加

郑煤集团盛华煤矿采空区瓦斯抽入办法与瞻望

(作者:龚乃勤)

1概述

近年来,郑煤集团盛华煤矿,跟着矿井开采程度的进步,工作面瓦斯涌出量逐年增年夜,特别是采空区瓦斯涌出更为凸起。为解决采空区瓦斯涌出这一难题,采取加年夜采空区瓦斯的抽放力度,但因为对采空区瓦斯的涌出特点和采空区抽放技巧的控制程度的不合,个别矿井盲目照搬,导致掉败的成果。为此,作者就采空区瓦斯的涌出特点和抽入办法进行商量及分析,供参考。

2采空区瓦斯运移规律

2.1瓦斯运移数学模型

照办渗流力学理论,将采场视为持续的渗流空间,在孔隙介质空间中可直接应用质量守恒定律和N-S方程; 瓦斯在采空区的运移实际是机械弥散和分子扩散引起的分布过程,瓦斯在多孔介质中流动的对流扩散和机械弥散遵守Fick扩散定律;根据质量守恒定律、流体动力弥散定律和采空区瓦斯浓度分布定解前提,可建立瓦斯在采空区流动的微分方程组(数学模型):





2.2模仿求解

上述数学模型求解采取Galerkin有限单位法编制TurboC计算法度榜样,输入祁东矿7124工作面开采前提边值,经反演优化,可得出7124工作面采空区瓦斯运移规律和浓度分布三带。

(1)I涌出带:采空区瓦斯在工作面切眼0~20m范围内瓦斯浓度变更较年夜,一般在3%~15%之间,在涌出带中,采空区丢煤的缷压邻近层解吸的瓦斯向工作面和采空区排放,进入涌出带的瓦斯流动速度较快,郑煤集团盛华煤矿,多以层流情势存在,且这部分几乎全部被工作面风流和采空区的漏风流携带到回风道内;

(2)II过渡带:20~50m范围内瓦斯浓度变更幅度较快,郑煤集团盛华煤矿,瓦斯浓度一般在20~30%之间,跟着工作面的推动,采空区进入过渡带,过渡带的瓦斯在工作面和采空区压差感化下,一部分进入工作面,另一部分临时或滞留在采空区内,该区域瓦斯流动速度也明显降低,流动出现出不均衡性,处于层、紊交错阶段;

III滞留带50m以上范围内瓦斯浓度变更较小,瓦斯浓度在35%~50%之间,而进入滞留带时,释放采空区内的瓦斯一般滞留在采空区的深部,流动速度较低。

上述三个带不是固定不变的,跟着工作面的推动向前移动,采空区瓦斯涌出三带出现“浪涌”现象,见图1。



图1 采空区瓦斯涌出三带划分图

3采空区处理办法

(1)高位钻孔抽放。图2是皖北煤电公司祁东矿7124工作面应用高位钻孔抽放采空区瓦斯。

工作面抽放瓦斯量8~12m3/min,累计抽放瓦斯量422万m3。使工作面配风量由1800m3/min减到1200m3/min,回风流瓦斯浓度保持在0.5%~0.6%之间,该法能抽放出高浓度瓦斯,抽放量稳定,缺点是打钻费用高。实用于有邻近层开采的工作面,涌出量在15~20m3/min之间。



图2 高位钻孔抽放采空区瓦斯办法

(2)顶板巷道抽放。煤层群开采的综采或综下班作面,在采空区瓦斯涌出量较年夜时,可采取顶板走向或偏向巷道抽入采空区瓦斯。图3是阳泉五矿8204和8202工作面应用顶板巷道抽放采空区瓦斯,使采空区抽放量达30~60m3/min,邻近层抽放率达90%以上。该办法具有抽放时光长、瓦斯后果较好,但工程量年夜,需在顶板掘一条或多条巷道,实用于厚煤或有上邻近层开采的工作面,工作面瓦斯涌出量在40 m3/min以上。



偏向高抽巷剖面图

图3 顶板巷道抽放采空区瓦斯办法

(3)综合抽放采空区瓦斯。根据7124工作面采空区瓦斯模仿,过渡带内20m阁下瓦斯涌出比较活泼,而在该范围内瓦斯高位钻孔无法抽出,在原有的高位钻孔基本上,又增长了低位钻孔,使钻孔安排在煤层顶板5~8m范围内,钻孔与采空区冒落带边连通,用于拦截采空区和围岩涌出的瓦斯,从而很好地解决了高位钻场接替区域涌出带和过渡带的瓦斯涌出,使工作面上隅角瓦斯超限和集合获得有效地控制,防止采空区瓦斯涌向工作面,抽入采空区瓦斯后果明显。

4抽放采空区瓦斯办法瞻望

跟着临盆范围扩年夜和开采程度延长,采空区瓦斯涌出将日趋严重。特别是在低透气煤层抽放瓦斯范畴中,采空区抽放瓦斯将起主导地位。跟着矿井的抽放才能和设备程度进步,采空区瓦斯将起主导地位。跟着矿井的抽放才能和设备程度进步,采空区瓦斯抽放将从分散型向单一、高效成长,抽放效力高、技巧先辈、治理简单、专用巷道抽放被镌汰,年夜直径(300~500mm)高位顶板程度长钻孔(1000m)将替代顶板高抽巷和今朝短距离的高位钻孔及采空区后方埋管抽放。

5结论

经由过程对采空区瓦斯涌出特点和处理办法分析认为:

(1)今朝抽放采空区瓦斯是解决采空区瓦斯年夜量涌出量有效办法,对采空区瓦斯涌量年夜的矿井应根据本矿的实际情况,随机应变,肯定合适抽放采空区瓦斯办法。在采取抽放办法前,起首摸清采空区瓦斯来源、涌出特点、采空区瓦斯涌出量年夜小及肯定采空区流动带范围等抽放技巧指标,做到有的放矢。

(2)采空区瓦斯流动带(涌出带、过渡带和滞留事)三带划分为采空区瓦斯抽放供给理论根据,对类似的矿井可以借鉴。

(3)一般抽放采空区瓦斯最佳地位是距工作面切眼30~50m 范围之间。但采空区瓦斯流出带的范围不是固定不变的,受煤层开采前提,特别是开采高度、顶板岩性和采空区瓦斯涌出源供给情况等身分的影响,同时,因为受工作面风流和采空区漏风量年夜小也有必定的影响,划分时应周全推敲。

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