内容发布更新时间 : 2024/6/3 8:32:09星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

平岗煤矿单一煤层14#右二工作面瓦斯综合治理研究报告

图4-3 顶板以上10倍采高水平各点随工作面推进下沉量

图4-4 顶板以上15倍采高水平各点随工作面推进下沉量

图4-2检测了在x=60，80，100，150的面上顶板7倍采高处，各点随工作面推进的竖向位移变化关系。由图4-8可以看出，随工作面的推进，在7倍采高时，距离切眼100m(x=150)处，竖向位移变化明显小于距离切眼50m处(x=100)，而距离切眼10m(x=60)处，30m(x=80)处和距离切眼50m处的变化曲线趋于一直，说明累计开采200m时，距切眼沿走向方向的100m以内属于卸压范围。图4-3和图4-4都可以得到相同的结论。

通过比较图4-2、图4-2和图4-4中x=150(距离切眼100处)的曲线，可以看到，当开采到距离切眼50m处，7倍采高时的位移为-11.26mm，10倍采高时的位移为-15.49mm，15倍采高时的位移为-12.17mm。从7倍采高到15倍采高，该处的位移变化出现拐点，先变大后变小，变大说明竖直方向上的横向裂隙发育加剧，变小说明随着采高的增加裂隙发育程度也逐渐变小，所以可以确定在采动上

煤矿瓦斯治理国家工程研究中心 安徽建筑工业学院 - 6 -

平岗煤矿单一煤层14#右二工作面瓦斯综合治理研究报告 部至少在15倍采高(顶板以上60m)以内属于垂向卸压范围。

5 14#右二工作面瓦斯涌出量预测

5.1 瓦斯涌出量预计

根据平岗煤矿14#右二工作面及14#右0工作面回采情况可预计，在工作面回采过程中瓦斯来源主要来自本煤层，即14煤层，因此瓦斯治理主要是本煤层的瓦斯治理。

(1) 本煤层相对瓦斯涌出量预计

Mq本?k1·k2·k3·k4·k5·(X0?Xc)m

式中：q本——本煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；

k1 ——围岩瓦斯涌出系数，全部冒落法，取1.2； k2——工作面残煤瓦斯涌出系数，为回采率的倒数，取

1.05；

k3——掘进工作面预排瓦斯影响系数，取值0.87； k3= (L-2b)/L=(190-2×12)/190=0.87；

k4——不同通风方式的瓦斯涌出系数，U形通风方式取值

1.0；E型通风取值1.3~1.5；本处取1.4；

k5——本煤层抽采瓦斯影响系数，取值1.4； M——本煤层厚度，平均为1.6m； m——本煤层回采厚度，为2.0m；

X0——本煤层原始瓦斯含量，取值15.93m3/t；

Xc——本煤层残存瓦斯含量，取值=0.20×15.93=3.19

（m3/t）。

计算得本煤层相对瓦斯涌出量：

q本=1.2×1.05×0.87×1.4×1.4×1.6×（15.93-3.19）÷2.0=21.9(m3/t) (2) 14#右二采面绝对瓦斯涌出量

14#右二采面设计日产10刀(600 mm/刀)，采高2.0 m，工作面倾斜长190 m，煤的容重取1.4 t/m3，则日产量：

A=190×2.0×10×0.6×1.4=3192 (t/d)

煤矿瓦斯治理国家工程研究中心 安徽建筑工业学院 - 7 -

平岗煤矿单一煤层14#右二工作面瓦斯综合治理研究报告 按日产量约为3000t/d计算。 故工作面绝对瓦斯涌出量为：

q采?AQq?24?60

其中 Qq——预计工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；

q采——回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t； A——工作面设计日产，取值为3000t/d。 计算14#右二采面绝对瓦斯涌出量： Qq=3000×21.9/1440=45.63 (m3/min)

5.2 瓦斯涌出量预计结果

根据以上计算结果，预计14#右二采煤工作面瓦斯相对涌出量为21.9m3/t，工作面绝对瓦斯涌出量为45.63 m3/min。设计回采过程中抽采率为70%，抽采瓦斯纯量为31.94 m3/min；风排瓦斯量为13.69m3/min，风排量占绝对量的30%。预计顶板走向长钻孔抽采瓦斯量约为24.0m3/min，占抽采量的75.0%；顺层钻孔预计抽采瓦斯量为3.0m3/min，占总抽采量的9.4%；埋管抽采瓦斯量约为5.0m3/min，占抽采量的15.6%。

6 14#右二E型通风工作面的瓦斯综合治理方案

根据分源法计算14#右二采煤工作面瓦斯相对涌出量为21.9 m3/t，日产吨煤3000吨时工作面绝对瓦斯涌出量为45.63 m3/min。因此，必须采取有效的综合抽采瓦斯和治理措施。

根据德国、中国淮南等国内外高瓦斯工作面的瓦斯治理经验，14#右二采煤工作面属单一高瓦斯煤层工作面。工作面瓦斯80～90%来自本煤层，单纯利用通风稀释方法将无法解决回采时的瓦斯问题，因此，矿井必须设置瓦斯抽放系统，瓦斯抽采率应不低于60%。根据平岗煤矿14#右二工作面的瓦斯和巷道系统情况，结合目前国内外瓦斯治理经验，设计采用风排、尾排、本煤层顺层钻孔预抽、高位钻场顶板走向钻孔抽采和尾抽等综合瓦斯治理技术，设计工作面回采期间采用以下瓦斯治理措施：

煤矿瓦斯治理国家工程研究中心 安徽建筑工业学院 - 8 -

平岗煤矿单一煤层14#右二工作面瓦斯综合治理研究报告 ① 采用一进两回E型通风方式。即在工作面回采过程中，采用14#右四巷进风，14#右三巷及辅助回风巷回风的方式。

② 顺层钻孔采前预抽本煤层瓦斯。即在工作面14#右四巷以及14#右三巷内沿煤层走向方向每隔5m施工一个倾向顺层钻孔，提前预抽本煤层瓦斯。

③ 采用高位钻场顶板走向钻孔抽采裂隙带瓦斯。即在14#右三巷内布置高位钻场，根据标高变化情况，设计沿工作面走向方向上共布置2个高位钻场，其中第1钻场距离切眼108m，第2钻场与第1钻场间距为230m。

设计在每个钻场内施工8~10个走向高位长钻孔，钻孔直径选择153mm大直径钻孔，抽采顶板瓦斯富集区瓦斯。钻孔终孔距工作面回风巷平距5~40m，距煤层顶板垂距25~30m。其中1#、2#、3#钻孔与右三巷水平间距为5~15m，与顶板的距离为20m； 4#、5#、6#钻孔与右三巷水平间距为20~30m，与顶板的距离为25m；7#、8#钻孔与右三巷水平间距为35~40m，与顶板的距离为30m，钻场间钻孔压茬长50m左右。

如工作面推进至1号钻场30m左右时，1号钻场抽采效果下降，2号钻场抽采又未发挥其有效作用期间，在1号钻场与2号钻场之间的右三巷道内，靠工作面侧每隔5m施工一个走向长钻孔，钻孔垂距控制在距煤层顶板20～30m，钻孔平距控制在与右三巷水平间距10～30m范围内。

④ 专用回风巷联巷以里位置密闭墙埋管抽采。即布置联络巷道将14#右三巷与专用回风巷贯通，1#联巷距离开切眼10m，其他联巷间距均为20m。当工作面推过n#联巷时(n=2,3,4…)，封闭专用回风巷第(n-1)联巷，并埋置管路抽采采空区瓦斯。

6.1 采用一进二回的E型通风系统，加大风排瓦斯量

强化矿井通风是一条主要途径，但目前高瓦斯高产高效矿井因生产能力增加很多，因通风能力不足而限产的事件时常发生。此外，由于瓦斯涌出和瓦斯浓度分布的不均匀性，使矿井通风控制瓦斯事故越

煤矿瓦斯治理国家工程研究中心 安徽建筑工业学院 - 9 -