单-低透气性煤层顶分层采面卸压抽采技术研究 .pdfVIP

学兔兔 2012年第 11期 煤 炭 工 程 单一低透气性煤层顶分层采面卸压抽采技术研究 王惠风 ，王正伟，张海权，陈 鑫 (河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 4540o3) 摘 要：鹤壁 中泰矿业所采二 煤层属低透气性，具有突出危险，又无解放层可采 ，瓦斯治 理一直是制约该矿安全生产的一大 “瓶颈”。为了彻底解决这一难题，文章研究了单一低透气性 煤层顶分层采面卸压抽采技术，并实施应用，结果表明，31021工作面通过采取 “五大一深”的 抽采措施和钻孔一封孔一联抽一调控的 “四位一体”瓦斯抽采模式后，实现了单一低透气性煤 层区域消突，大幅提高了瓦斯抽采浓度 ，改善 了低透气性煤层工作面的回采条件。 关键词：采动卸压；低透气性；瓦斯抽采；抽采效果 中图分类号：TD712 ．6 文献标识码 ：B 文章编号 ：1671—0959(2012)11．0043-()3 我国95％以上矿区煤层瓦斯赋存具有低透气性、可压 密性和易流变性的 “三性”特征…，使得瓦斯抽放率、瓦 斯抽放量以及抽放浓度很低 ，煤层瓦斯采前预抽效果不甚 理想。因此，单一煤层开采条件下，利用顶分层工作面开 采的采动效应来提高卸压煤层的透气性并对卸压煤层瓦斯 进行抽放是 目前消除瓦斯突出、控制回采空间瓦斯浓度的 有效措施之一。目前 ，国内外学者利用采动煤层卸压和瓦 斯运移规律指导瓦斯抽采进行过大量研究 ，但是绝大 图1 工作面前方煤岩体支承压力分布图 多数是针对煤层群条件，而对于单一低透气性煤层而言 ， 井下抽采不具备开采保护层 的条件 ，瓦斯抽采难度较大 ， 2 现场试验 至今瓦斯抽采效果仍然不太理想 ，因此有待于进一步的研 2．1 工作面概况 究。鹤壁中泰矿业所采二 煤层属低透气性 ，并且具有突出 中泰矿业 31021综采工作面位于该矿三水平一采 区， 危险 ，但又无解放层可采 ，因此瓦斯治理一直是制约该矿 东以切眼为界与4 断层相邻，南以31021回风巷为界与 安全生产的一大 “瓶颈”。为了彻底解决这一难题，论文以 477—1钻孔相邻，西以设计停采线为界，北 以3lo21运输 鹤壁中泰矿业 31021综采顶分层工作面为例，通过采用工 作面卸压抽采技术，实现了单一低透气性煤层区域消突， 巷为界。该工作面主采煤层为山西组二。煤层 ，煤层倾角 11。～17。，平均厚度 8m，工作面平均长度 136m，推进长度 提高了瓦斯抽采效果。 为550m，埋藏深度575～710．5m。31021工作面采用倾斜 1 工作面卸压带抽放机理 长壁采煤方法，综合机械化采煤工艺进行回采。 煤层受地应力敏感性较强，主要表现在煤层的渗透性 31021综采工作面属于突出危险区，工作面的绝对瓦斯 随着地应力的变化而发生改变。地应力增高，煤层渗透性 涌出量为 5～9m ／min，原始瓦斯含量为 15．82m ／t，瓦斯 降低；地应力减少(卸压)时，煤层渗透性增加 。受工作 压力为 1．40MPa。煤的坚固性系数．厂值为0．31，瓦斯放散 面采动影响，引起工作面前方煤岩体地应力重新分布 ，在 初速度△P为 12，煤层透气性系数为0．0314mz／MPaz·d。