大兴安岭高沼气矿井高瓦斯特厚煤层分层开采技术.docxVIP

大兴安岭高沼气矿井高瓦斯特厚煤层分层开采技术 磷酸是矿山的五大灾害之一，其危害巨大。治理瓦斯是鹤岗矿区安全生产首要问题之一。如何防治瓦斯, 是高沼气矿井、高沼气工作面生产的关键。 1 井田内大中断层 兴安煤矿井田地层走向北10°~28°东, 南部转为北向西, 呈一宽缓弧形折曲, 总体为向东倾斜的单斜构造, 倾角15°~35°之间, 一般为25°。井田内共有大中断层29条, 以反向断层为主, 多是阶梯形排列。南北翼断层较多, 落差较大, 地质构造复杂, 中部地质构造较为简单, 其中F1、F13、F7、F14断层比较大, 且复杂。尤其是F13、F7、F14断层附近的煤层瓦斯涌出量大。 2 进入二区特点 三水平南十八层、二十一层二区位于井田南部, 靠近中部。有两个煤层, 层间距33米, 其中十八层煤厚6米, 二十一层煤厚5.5米。采区南侧受到F14断层影响, 采区二段机道受F13断层影响, 同时F13派生小断层, 深入二区二段工作面。本区开拓布置为一条边界上山, 两条机轨上山。采用煤层组联合布置方式。分段总机道, 总轨道, 用石门及石门反上联接两个煤层及分层。采区按水平分为三段, 一、二段可采, 三段受断层影响无煤。每段每层又分为两分层开采。一段已采完, 二段十八层南侧二分层还有30米采完, 北侧一分层还有20米采完, 由于开采二十一层一分层瓦斯影响, 前部提前结束。根据二水平开采十八层, 二十一层瓦斯涌出量分析, 预测三水平南十八层、二十一层瓦斯涌出量为4~12米3/分。 按照预测瓦斯涌出量设计, 三水平南十八层、二十一层采区巷道布置, 结果是在开采二十一层一分层时, 由于受巷道布置、巷道断面影响, 工作面的配风极限达到1840米3/分。 3 秩序和屋顶处理 由于对二十一层二段一分层瓦斯涌出量预测不详。造成二十一层二段一分层形成工作面以后才采取瓦斯治理措施, 给瓦斯治理工作增加很大难度。 3.1 确保瓦斯含量 在掘送机道时, 机道绝对瓦斯量达到3米3/分。预测采面瓦斯涌出量较大。为保证上隅角瓦斯不超限, 减少回风流瓦斯浓度, 在轨道上方掘送一条排瓦斯尾巷, 通过正上与轨道相连。在二十一层二段一分层开采期间发挥作用。尾巷风量控制在300~400米3/分, 瓦斯含量控制在1.5~2%, 绝对量控制在6米3/分。保证了上隅角瓦斯不超限, 工作面回风流瓦斯不超限。工作面在开采过机轨一石门50米时, 尾巷正上没掘透时, 工作面上隅角CH4达2~2.5%, 用风机吹上隅角CH4还达1.0~1.5%, 回风流CH4达1%。 3.2 硬帮瓦斯在轨道交往上的特征分析 在开采初期, 我们在前串轨道布置钻孔进行抽放。通过一段时间抽放, 明显观测采机割煤时在轨道往下50米处, 工作面硬帮瓦斯由原来的2~5%, 降到1.5%, 机道往上10米硬帮瓦斯仍是0.7%。 3.3 改前、后井结构及井内调风 工作面形成时, 工作面风量600米3/分。根据掘进期间瓦斯涌出量, 预测采面开采时绝对瓦斯量达到15米3/分以上, 尤其是综采工作面, 开采强度大, 速度快, 瓦斯涌出量一定很大。综采工作面风量至少需要1700米3/分。进行大系统调整, 全矿井调风才能满足综采面风量的需要。经过一个月的调风工作, 综采工作面配风量最大时要达到1840米3/分, 正常时1750米3/分。下面就是全矿井调风措施:3.3.1改中央并列联合运转为中央并列分区联合运转。改前付井主扇, 九层主扇共同供一、二、三水平风。改后将付井主要供二水平用风。九层主扇主要供三水平用风。效果增矿井总入风量500米3/分。原因是克服主扇联合运转的弊病, 提高主扇供风能力。3.3.2调整通风系统九层入风井进行恢复, 增加一条入风井, 使九层入风断面由10.6米2增加到20.3米2。清理总排石门泥沙, 增加回风断面5米2。补送总排石门联络巷, 总排扩帮增加断面4米2。效果是九层水柱由原来的170mm H20降至120mm H20。3.3.3全矿井分水平、分区域调风根据水平用风情况进行调整, 减少一二水平入风、增加三水平入风。一水平入风1000米粉调到750米3/分, 二水平入风由7400米3/分调到6000米3/分, 三水平入风由5800米3/分调到7800米3/分。对每个区域, 每个用风地点, 按瓦斯涌出量关小是否发火煤层合理配风, 该缩就缩, 并随时按用风计划调风。需要增阻地方增阻, 需要减阻地方减阻, 尽可能采取有效措施调整各个用风地点风量, 合理风量分配。减少区域漏风、设备漏风, 提高各区域、全矿井有效风量率。2.3.4调整二十一层二区系统。由原八个采掘面, 缩小到四个面。调整总机道断面, 补送总机道, 使原有入风断面增加6米2。使综采工作面风量增加600米3/分。在调风后期, 对矿井进行了阻力测定工作