瓦斯抽放技術論文
煤礦瓦斯在全世界得到了廣泛利用和認可，煤礦瓦斯是一種清潔能源和特殊資源，主要是生活瓦斯和工業瓦斯利用，它的有效利用能夠給企業和國家帶來更多的經濟效益。下面是由小編整理的，謝謝你的閱讀。
篇一
煤礦瓦斯抽放技術應用分析
摘 要：煤礦瓦斯治理有多種方法，例如本煤層抽放、採空區抽放、高位鑽孔抽放、專用瓦斯巷抽放等治理方法，可提高工作面煤層開採的安全性，並取得顯著的效益。本文結合工程例項介紹了高位鑽孔抽放採空區瓦斯的技術應用，並對上隅角埋管抽放瓦斯的方法進行了分析。
關鍵詞：煤礦;瓦斯;抽放技術
中圖分類號： X752 文獻標識碼： A 文章編號：
0 引言
隨著開採深度和強度的增加，有些低瓦斯礦井也出現了高瓦斯區域。以前完全依靠增大風量來沖淡瓦斯，後來逐步採用少量單一的抽放瓦斯方式，配合通風稀釋來解決瓦斯超限問題。進入21世紀以來，我國的高瓦斯礦井和瓦斯突出礦井進一步增多，為了遏制煤礦重大瓦斯事故的發生，國家相關部門非常重視，增加了資金投入，科研工作也深入開展起來;許多先進技術應運而生，如礦井高位鑽孔採空區抽放技術在煤礦得到了廣泛的應用。
1 概況
某煤礦生產礦井屬於低瓦斯礦井。該工作面地層走向近似南北，傾向東，傾角22°～38°，平均32°。工作面傾斜長度150m，走向長度1000 m。該工作面採用綜合機械化輕型放頂煤採煤工藝，採放比1：1。後退式回採，U型通風，全部垮落法處理採空區。最高絕對瓦斯湧出量12m3/min，平均絕對瓦斯湧出量77m3/min。該工作面主要瓦斯湧出形式為，工作面機組割煤時釋放瓦斯和放頂煤釋放瓦斯。放頂煤釋放的瓦斯積聚在老空區溢入上隅角。所以在未抽放瓦斯前工作面上隅角瓦斯濃度經常處於超限狀態。該工作面風量達到1300m3/min，仍然不能解決上隅角瓦斯超限問題。
2 瓦斯抽放技術
2.1 抽放系統
2.1.1 抽放泵及管路
抽放泵型號為2BE1 353-0礦用移動式瓦斯抽放泵，最大抽放量為60 m3/min，供水壓力為0.1～1.0MPa。2臺泵運轉，1臺泵備用。
主管路採用225 mm聚乙烯瓦斯抽放管路，法蘭盤連線。在工作面上順槽敷設兩趟225 mm聚乙烯管做為抽放支管，一趟抽放高位鑽孔，另一趟抽放上隅角瓦斯。高位抽放孔口分支抽放管路採用51 mm高壓膠管，用高壓快速接頭連線。
2.1.2 其它裝置
1低窪處安設放水器，或每300 m安裝一臺放水器，保證抽放管路暢通;2進氣側管路安裝過濾裝置，防止雜物進入泵體損壞抽放泵;3採用瓦斯抽放監測系統對抽放參數進行監測，並接入礦井安全監控系統;42臺JCZ70瓦斯抽放綜合引數測定儀測定抽放參數;5ZDY600SMK-4型煤礦用全液壓坑道鑽機2臺。
2.2 高位鑽孔抽放採空區
煤層開採後，在上覆岩層中形成兩類裂隙。一類是離層裂隙，是指隨岩層下沉在不同巖性地層之間出現的沿層面裂隙，它是由於各個岩層之間不同巖性、厚度所導致的岩層之間下沉不同步而造成的;另一類是豎向破斷裂隙，是指隨岩層下沉破斷形成的穿層裂隙，它是由於岩層受拉剪作用超過其強度造成的。另外根據煤層的上覆岩層垮落破斷的程度不同，在垂直方向上劃分為三帶：冒落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶。裂隙帶是介於冒落帶和彎曲下沉帶之間的承上啟下岩層，裂隙帶中破斷岩層塊呈現整齊排列，碎脹係數較小，裂隙縱橫交錯。由於瓦斯密度為0.7168 kg/m3，比空氣的密度1.293kg/m3小得多，因此工作面湧出的部分瓦斯上浮運移到裂隙帶，並隨著頂板的垮落進入採空區及上隅角，從而造成工作面上隅角瓦斯增大。採用高位鑽孔，將採空區瓦斯抽排到總迴風巷可以降低上隅角瓦斯濃度。
2.2.1 鑽場佈置
鑽場佈置在上順槽，由下幫開口破頂施工。鑽場規格：長×寬×高=5.6 m×4.2 m×2.6 m。鑽場採用錨杆+金屬網支護。每隔60～80 m一個鑽場，鑽孔深80～100 m，壓茬20 m。
佈置鑽場與在巷道內直接打鑽相比解決了以下問題：
1頂板支護密度過高，選擇開孔點難，所以每個鑽場只能打3個鑽孔;2開孔需用岩心管過支護區，鑽進速度慢，每班鑽進5 m;③ 由於巷道頂板有錨杆、錨索孔、頂板變形封孔不嚴;④ 鑽進時經常出現塌孔;3採區做超前支護時鉸接頂樑把封孔管壓壞;⑥ 鑽機支在巷道內，沒有人行道，造成安全通道不暢通，行人、運料困難。
2.2.2 鑽孔佈置
工作面上端頭20 m範圍內留有低三角煤 ，採高2 m，根據頂板垮落高度為4～8倍採高的規律，採空區頂板垮落高度最高達16 m。每個鑽場內打2排共9個孔，呈扇形分佈，1號孔位於工作面上端頭，距煤層頂板高度15 m。2號孔順工作面傾斜方向距1號孔5 m，距煤層頂板高度15 m。3、4、5號孔依次相距5 m，距煤層頂板高度15 m。6、7、8、9號鑽孔距煤層頂板高度10 m，6號方位與1號相同，7、8、9號依次相距5 m。鑽孔直徑89mm、110 mm。在頂板條件好的情況下儘量佈置大直徑鑽孔。鑽孔佈置如圖1、2所示：
圖1鑽孔平面佈置示意
圖2 鑽孔終孔點位置示意
2.2.3 封孔工藝
封孔採用雙抗管，管長10m，篩孔管2m，封孔長度8 m，馬林散液封孔。連線支管採用51高壓膠管或3寸埋線管。用特殊節連線封孔管與支管。特殊節的一頭為絲口跟封孔管連線，一頭為高壓快速介面跟高壓膠管連線。
2.2.4 抽放效果
單孔流量達到3 m3/min，平均濃度6.64% ，抽放純量1.8 m3/min。實施高位抽放後，工作面上端頭支架處瓦斯濃度由2%下降到0.6%。上隅角瓦斯濃度由4%下降到1%。
2.3 上隅角埋管抽放
由於該工作面上順槽採用錨杆+錨索+金屬盤條網+梯子樑支護。支護強度大，在巷道進入採空區後不能充分垮落，在上順槽的位置形成約2×10 m2的控頂區。採空區的瓦斯順著這個控頂區進入上隅角，使上隅角瓦斯濃度不能降到1%以下。在採取了退錨措施後頂板仍不能充分垮落。所以採用上隅角埋管抽放解決問題。
2.3.1 抽放方法
由單獨的抽放泵並單獨敷設一趟6寸管路對該工作面上隅角進行埋管抽放。製作1m長，直徑4寸的篩孔管，作為立管抽放器。每隔10m安裝一個立管抽放器。隨著工作面的推進，立管被留在採空區內，控頂區的瓦斯被立管抽放器收集到主抽放管路中經氣水分離器排到總迴風中。在上隅角埋管抽放中，進入採空區的管路和立管抽放器將被埋入採空區內不能回收。
2.3.2 抽放效果
管道流量30 m3/min，濃度1.0%，抽放純量0.3 m3/min。實施上隅角埋管抽放後，上隅角瓦斯濃度穩定控制在0.7%以下。
3 結束語
隨著開採深度的增加和年產量的不斷提高,煤礦對瓦斯的治理工作將更加困難, 單靠以前的增加風量的辦法解決瓦斯問題已經不可能了, 因此有效地利用瓦斯抽放技術實施採掘工作面的瓦斯抽放勢在必行。
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