综放面科技成果.doc

绪 论 郑煤集团公司裴沟煤矿于1966年投产，设计生产能力120万吨/年。目前，矿井生产能力达210万吨/年。矿井通风方式为中央混合式，副井和深部立井为进风井，中央风井、陈沟风井为回风井，分别服务于32采区和34采区。矿井瓦斯分布不均，大致呈条带状分布，瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，“三软”不稳定厚煤层，煤层自然发火倾向等级为不易自燃。 郑州矿区开采的二叠系山西组二1煤层属典型的“三软”不稳定厚煤层，煤层透气性较差。随着开采深度的递增，煤层瓦斯含量和压力不断增大。瓦斯问题已成为制约矿井安全生产的“瓶颈”。如何采取措施根治瓦斯降低矿井安全生产风险，已成为亟待解决的首要问题。 近年来，裴沟煤矿根据各采掘工作面的实际情况，因地制宜，运用多种方法对瓦斯治理工作进行了一系列的有益探索。2006年4月，根据32003综采放顶煤工作面掘进期间瓦斯地质资料收集分析，预计在回采期间瓦斯绝对涌出量为25-30m3/min ，为降低回采期间瓦斯超限几率，使该面生产能力得到发挥，我们进行了煤壁浅孔抽采与高抽巷相结合的实验，该系统针对综采放顶煤工作面煤层较厚，瓦斯含量大，瓦斯赋存不均匀的实际情况，充分利用瓦斯运移规律和回采工作面矿山压力的显现规律，有针对性地对综采放顶煤工作面瓦斯进行治理。取得了积极的效果，经济、社会效益十分明显，开创了科学治理瓦斯的新篇章。 综合抽采在裴沟矿的成功应用，不仅有效地解决了“三软”厚煤层综采放顶煤工作面的瓦斯问题，而且使井下综采工作面的工作环境得到极大的改善。 第一章 技术路线 一、工作面概况 工作面位置：32003综放工作面位于32皮带下山东侧，南、北分别与32011和32001已采面相邻，开切口距宋大铁路200m，可采走向长1242m，倾斜宽130m。 工作面地质条件：该工作面范围内地质构造西部以单斜为主，东部以F1断层斜穿工作面为主要特征，煤层厚度在3.4-17.1m之间，平均厚度10.8m，工作面上部煤层在17 m 以上，煤层倾角15-22度，平均19度。直接顶为泥岩：厚度1.6-9.7 m，老顶为砂岩：厚度2.1-6.8 m，直接底为砂质泥岩为：厚度8.1-11.5 m，老底为砂岩。 工作面瓦斯情况：上、下副巷在掘进期间瓦斯绝对涌出量为3-5 m3/min，预计在回采期间绝对瓦斯涌出量25-30m3/min。 第二章 技术方案的比较与确定 一、瓦斯涌出来源分析 影响工作瓦斯涌出量的因素可分为生产因素和地质因素两大方面，从瓦斯涌出源分析，影响瓦斯涌出因素主要有以下几个方面： （1）煤层是瓦斯储存的最重要的地质因素，该面初期回采段煤层厚度在17米以上，瓦斯相对涌出量为7-11 m3/min。 （2）由于受地质因素影响切巷底丢煤在5米以上，不能被采出，并源源不断地涌出瓦斯。 （3）工作面内瓦斯除了从采空区涌出外，其余都是从落煤和煤壁涌出的瓦斯。 二、技术方案比较 根据瓦斯涌出来源分析，单一采用高抽巷抽采不能解决割煤机割煤瞬间瓦斯大量涌出的问题；利用本煤层瓦斯钻孔抽采原理，提前预抽拓宽瓦斯释放带，但由于“三软”煤层透气性较差，易塌孔，抽采效果极差；选用煤壁浅孔瓦斯抽采随采随抽，与高抽巷抽采同步进行，从根本上消减了瓦斯峰值，拓宽瓦斯释放带，避免割煤机割煤瞬间瓦斯异常涌出，降低了风排瓦斯的压力，从而能有效防止瓦斯超限现象的发生。 三、技术方案的确定 采用高抽巷和煤壁浅孔抽采综合治理瓦斯，不仅能够大大降低生产时瓦斯涌出峰值，降低工作面风排压力，改善工作面环境，减免瓦斯超限现象的几率，也为矿井的安全、稳产、高效打下了基础，同时也为今后科学治理瓦斯指出了新的方向。 第三章 技术方案的实施与效果考察 第一节 工作面进行瓦斯抽采的必要性 32003综放面2006年3月20日开始试采，工作面配风量1100 m3/min。地面抽采泵站抽采（高抽巷）浓度13%，流量90m3/min，可以满足安全生产。在工作面推进20米时，瓦斯问题成了制约该面安全生产的首要问题，此时，工作面风量已上调至1350 m3/min，接近极限植。地面抽采泵站双泵并联抽采，抽采浓度11%，流量120 m3/min。尽管如此，该面回风流瓦斯浓度生产前仍达0.5-0.6%，生产时经常处于临界植，上隅角瓦斯浓度0.9-1.9%，工作面被迫限产，每班最多采半排巷，日产量不足2000吨。根据现场测定，煤墙瓦斯含量极高，如何从根本上采取措施减小煤体在采动过程中瓦斯的涌出量，进而保证安全和解放生产能力迫在眉睫。 第二节 瓦斯抽采原理 根据32003工作面瓦斯涌出规律的现场考察结果表明，瓦斯主要来源于采空区、煤壁以及落煤过程中释放的瓦斯，其中采空区瓦斯涌出量占总瓦斯涌出量的50%左右，煤壁瓦斯涌出量占总